JP5295526B2 - 計測用内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子内視鏡を用いて撮像した画像に基づいて計測対象物の計測処理を行う計測用内視鏡装置に関する。

主に航空機に使われるガスタービンでは、異物等の侵入により、タービンブレードあるいはコンプレッサブレードのエッジに欠損が生じることがある。このブレードの欠損サイズはブレードの交換を判断する条件のひとつであり、その検査は極めて重要なものである。このような状況に対して、従来の計測用内視鏡においては、タービンブレードあるいはコンプレッサブレードの欠損のエッジを仮想曲線および仮想点で近似し、それらを元に欠損サイズを計測していた（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−２０４７２４号公報

しかし、従来の方法では、欠損のエッジをパラメトリック曲線で近似していたため、１つの仮想曲線を算出するために少なくとも３点の基準点を指定する必要があり、また、算出された仮想曲線を手動で調整してエッジの形状変更を行う必要があったため、操作が煩雑になるという問題があった。また、角の頂点を含む計測対象物の角に形成された欠損に対しては、角の欠損のエッジを、１つの仮想曲線とその曲線上の仮想点とで近似していたため、少なくとも４点の基準点を指定する必要があり、ここでも操作が煩雑になるという問題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができる計測用内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、計測対象物を撮像し撮像信号を生成する電子内視鏡と、前記撮像信号に基づいて映像信号を生成する画像処理手段と、前記映像信号に基づいて前記計測対象物の計測処理を行う計測処理手段とを備えた計測用内視鏡装置において、前記計測処理手段は、前記計測対象物上の２つの基準点を指定する基準点指定手段と、前記基準点に基づいて、前記計測対象物の輪郭を近似する輪郭近似線を算出する輪郭近似線算出手段と、前記基準点および前記輪郭近似線に基づいて、前記計測対象物に形成された欠損の輪郭を構成する欠損構成点を算出する欠損構成点算出手段と、前記欠損構成点に基づいて前記欠損のサイズを計測する欠損計測手段とを備えたことを特徴とする計測用内視鏡装置である。

また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記輪郭近似線算出手段は、前記電子内視鏡の先端に設置された撮像光学系の歪みを補正した前記輪郭近似線を算出することを特徴とする。

また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記欠損計測手段は、前記欠損のサイズを示すパラメータとして、前記欠損の種類に応じた前記パラメータを算出することを特徴とする。

また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記欠損構成点算出手段は、前記２つの基準点に対応した２本の前記輪郭近似線の交点を前記欠損構成点の１つとして算出することを特徴とする。

また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記欠損計測手段は、前記欠損のサイズを示すパラメータとして、少なくとも２種類の前記パラメータを算出することを特徴とする。

また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記輪郭近似線算出手段は、１つの前記基準点の周辺にある前記計測対象物の輪郭線上の少なくとも２つの特徴点を算出し、前記少なくとも２つの特徴点に基づいて前記輪郭基準線を算出することを特徴とする。

また、本発明の計測用内視鏡装置において、前記欠損構成点算出手段は、前記２つの基準点を結ぶ直線を基準にして両側に前記欠損の輪郭が存在する場合、前記直線に対して一方の側において、一方の前記基準点から他方の前記基準点に向かって、前記欠損構成点を算出すると共に、前記直線に対して他方の側において、一方の前記基準点から他方の前記基準点に向かって、前記欠損構成点を算出することを特徴とする。

本発明によれば、２つの基準点を指定すれば欠損サイズの計測が可能となるので、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の構成を示している。図１に示すように、本実施形態による計測用内視鏡装置は、内視鏡２と、コントロールユニット３と、リモートコントローラ４と、液晶モニタ５と、フェイスマウントディスプレイ（ＦＭＤ）６と、ＦＭＤアダプタ６ａと、光学アダプタ７ａ，７ｂ，７ｃと、内視鏡ユニット８と、カメラコントロールユニット９と、制御ユニット１０とから構成されている。

計測対象物を撮像し撮像信号を生成する内視鏡２（電子内視鏡）は細長の挿入部２０を備えている。挿入部２０は、先端側から順に、硬質な先端部２１と、例えば上下左右に湾曲可能な湾曲部２２と、柔軟性を有する可撓管部２３とを連設して構成されている。挿入部２０の基端部は内視鏡ユニット８に接続されている。先端部２１は、観察視野を２つ有するステレオ用の光学アダプタ７ａ，７ｂあるいは観察視野が１つだけの通常観察光学アダプタ７ｃ等、各種の光学アダプタが例えば螺合によって着脱自在な構成になっている。

コントロールユニット３は、内視鏡ユニット８、画像処理手段であるカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと記載する。）９、および制御装置である制御ユニット１０を内部に備えている。内視鏡ユニット８は、観察時に必要な照明光を供給する光源装置と、挿入部２０を構成する湾曲部２２を湾曲させる湾曲装置とを備えている。ＣＣＵ９は、挿入部２０の先端部２１に内蔵されている固体撮像素子２ａから出力された撮像信号を入力し、これをＮＴＳＣ信号等の映像信号に変換して制御ユニット１０に供給する。

制御ユニット１０は、音声信号処理回路１１と、映像信号処理回路１２と、ＲＯＭ１３と、ＲＡＭ１４と、ＰＣカードインターフェース（以下、ＰＣカードＩ／Ｆと記載する。）１５と、ＵＳＢインターフェース（以下、ＵＳＢ Ｉ／Ｆと記載する。）１６と、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース（以下、ＲＳ−２３２Ｃ Ｉ／Ｆと記載する。）１７と、計測処理部１８とから構成されている。

マイク３４によって集音された音声信号や、メモリカード等の記録媒体を再生して得られる音声信号、あるいは計測処理部１８によって生成された音声信号が音声信号処理回路１１に供給される。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から供給された内視鏡画像とグラフィックによる操作メニューとを合成した合成画像を表示するために、ＣＣＵ９からの映像信号を、計測処理部１８の制御により生成される操作メニュー等のための表示信号と合成する処理を行う。また、映像信号処理回路１２は、液晶モニタ５の画面上に映像を表示するために合成後の映像信号に所定の処理を施して液晶モニタ５に供給する。

ＰＣカードＩ／Ｆ１５は、ＰＣＭＣＩＡメモリカード３２やフラッシュメモリカード３３等のメモリカード（記録媒体）を自由に着脱できるようになっている。メモリカードを装着することにより、計測処理部１８の制御に従って、このメモリカードに記憶されている制御処理情報や画像情報等を取り込んだり、制御処理情報や画像情報等をメモリカードに記録したりすることができる。

ＵＳＢ Ｉ／Ｆ１６は、コントロールユニット３とパーソナルコンピュータ３１とを電気的に接続するためのインターフェースである。このＵＳＢ Ｉ／Ｆ１６を介してコントロールユニット３とパーソナルコンピュータ３１とを電気的に接続することにより、パーソナルコンピュータ３１側で内視鏡画像の表示の指示や計測時における画像処理等の各種の制御指示を行うことが可能となる。また、コントロールユニット３とパーソナルコンピュータ３１との間で各種の処理情報やデータを入出力することが可能となる。

ＲＳ−２３２Ｃ Ｉ／Ｆ１７には、ＣＣＵ９および内視鏡ユニット８が接続されると共に、これらＣＣＵ９や内視鏡ユニット８等の制御および動作指示を行うリモートコントローラ４が接続されている。ユーザがリモートコントローラ４を操作すると、その操作内容に基づいて、ＣＣＵ９および内視鏡ユニット８を動作制御する際に必要な通信が行われる。

図２は計測処理部１８の構成を示している。図２に示すように計測処理部１８は、制御部１８ａと、基準点指定部１８ｂと、基準曲線算出部１８ｃと、欠損構成点算出部１８ｄと、欠損種類判別部１８ｅと、欠損サイズ算出部１８ｆと、記憶部１８ｇとから構成されている。

制御部１８ａ（制御手段）は計測処理部１８内の各部を制御する。また、制御部１８ａは、液晶モニタ５またはフェイスマウントディスプレイ６（表示手段）に計測結果や操作メニュー等を表示させるための表示信号を生成して映像信号処理回路１２へ出力する機能も有している。

基準点指定部１８ｂ（基準点指定手段）は、リモートコントローラ４あるいはＰＣ３１から入力される信号に基づいて、計測対象物上の基準点（基準点の詳細は後述する）を指定する。ユーザが、液晶モニタ５あるいはフェイスマウントディスプレイ６に表示された計測対象物の画像を見ながら所望の基準点を２点入力すると、それらの座標が基準点指定部１８ｂによって算出される。

基準曲線算出部１８ｃ（輪郭近似線算出手段）は、基準点指定部１８ｂによって指定された基準点に基づいて、計測対象物の輪郭を近似する輪郭近似線に相当する基準曲線（基準曲線の詳細は後述する）を算出する。欠損構成点算出部１８ｄ（欠損構成点算出手段）は、基準点および基準曲線に基づいて、計測対象物に形成された欠損の輪郭（エッジ）を構成する欠損構成点（欠損構成点の詳細は後述する）を算出する。

欠損種類判別部１８ｅ（欠損種類判別手段）は、基準点指定部１８ｂによって指定された２つの基準点に対応した２本の基準曲線がなす角度を算出し、その角度に応じて欠損の種類を判別する。欠損サイズ算出部１８ｆ（欠損計測手段）は、欠損構成点に基づいて欠損のサイズを計測する。記憶部１８ｇは、計測処理部１８内で処理される各種情報を記憶する。記憶部１８ｇに格納された情報は、適宜制御部１８ａによって読み出されて各部へ出力される。

次に、本実施形態で使用する用語の内容を説明する。まず、図３を参照し、基準点、基準曲線、および基準点エリアを説明する。基準点３０１，３０２は、表示される計測画面上においてユーザが実際に指定する点であり、図３のように欠損３００の両側に位置し、かつ欠損の存在しないエッジ上の点である。

基準曲線３１１，３１２は、計測対象物の輪郭（エッジ）を近似する曲線であり、２つの基準点３０１，３０２に基づいて算出される。本実施形態では特に、内視鏡２の先端（先端部２１内）に設置された撮像光学系、および内視鏡２の先端に別途装着される撮像光学系（光学アダプタ７ａ，７ｂ，７ｃ）の歪みを補正した歪補正曲線として基準曲線が算出される。

基準点エリア３２１，３２２は、基準曲線３１１，３１２を求める際に基準点周囲のエッジを抽出するための画像範囲である。基準点エリア３２１，３２２のサイズは、歪補正曲線の算出に適した値に設定するのが良い。

次に、図４〜図５を参照し、欠損の種類、欠損始点・終点・頂点、および欠損構成点を説明する。本実施形態で計測対象となる欠損には、辺の欠損と角の欠損の２種類がある。辺の欠損は図４の欠損４００のように計測対象のエッジの辺上に形成された欠損であり、角の欠損は図５の欠損５００のように計測対象のエッジの角に形成された欠損である。

欠損始点４０１，５０１は、表示される計測画面上において、後述する欠損計算で欠損を構成する点として最初に認識される点である。欠損終点４０２，５０２は、欠損を構成する点として最後に認識される点である。欠損頂点５０３は、角の欠損５００において、２つの基準曲線５２１，５２２の交点として認識される点である。欠損構成点４１０，５１０は、計測対象物に形成された欠損のエッジを構成する点であり、欠損始点・欠損終点・欠損頂点を含む。

次に、図６〜図７を参照し、欠損サイズを説明する。欠損サイズとは、検出された欠損の大きさを表すパラメータである。本実施形態で計算される欠損サイズは、辺の欠損では欠損の幅、深さ、面積であり、角の欠損では欠損の幅、辺の長さ、面積である。より具体的には、欠損の幅は欠損始点−欠損終点間の空間距離である。欠損の深さは、所定の欠損構成点から、欠損始点と欠損終点を結んだ直線までの空間距離である。欠損の辺は欠損頂点−欠損始点間の空間距離および欠損頂点−欠損終点間の空間距離である。欠損の面積は、全ての欠損構成点で囲まれた領域の空間面積である。

図６は辺の欠損サイズを示しており、欠損の幅６００は、後述する欠損計算で欠損始点６１１と欠損終点６１２の空間距離として算出される。欠損の深さ６０１は所定の欠損構成点６１３から、欠損始点６１１と欠損終点６１２を結んだ直線までの空間距離として算出される。欠損の面積は、図示していない欠損構成点を含む全ての欠損構成点で囲まれた領域６２０の空間面積として算出される。

図７は角の欠損サイズを示しており、欠損の幅７００は、後述する欠損計算で欠損始点７１１と欠損終点７１２の空間距離として算出される。欠損の辺７０１は欠損頂点７１３と欠損始点７１１の空間距離として算出され、欠損の辺７０２は欠損頂点７１３と欠損終点７１２の空間距離として算出される。欠損の面積は、図示していない欠損構成点を含む全ての欠損構成点で囲まれた領域７２０の空間面積として算出される。

次に、図８を参照し、計測点および計測点エリアを説明する。計測点８０１は、表示される計測画面上における計測対象物のエッジ上の点であり、後述する欠損計算で第１の基準点８０２から第２の基準点８０３に向かう方向（方向Ｔ８）に順次サーチ（探索）される。さらに、サーチされた計測点の一部は、欠損構成点として認識される。

計測点エリア８０４は、計測点８０１をサーチする際に、計測点周囲のエッジを抽出するための画像範囲である。計測点エリア８０４のサイズは、エッジ抽出を行うのに適した値に設定するのが良い。

次に、図９〜図１０を参照し、特徴点を説明する。特徴点９０１，９０２および特徴点１００１，１００２は、基準点９０３を含む基準点エリア９１０および計測点１００３を含む計測点エリア１０１０内で抽出されるエッジ上の特徴的な点である。基準点エリア９１０内で抽出された特徴点９０１，９０２は、後述する欠損計算で基準曲線を算出するために用いられる。また、計測点エリア１０１０等で抽出された特徴点の一部は、欠損計算で計測点として選択される。

次に、本実施形態における欠損計測の手順を説明する。以下、図１１〜図１２を参照し、欠損計測の手順と計測画面を説明する。図１１は欠損計測の手順を示し、図１２は計測画面を示している。以後の説明に用いる図１２等の計測画面では、操作メニュー等が説明に不要な場合、その図示を省略することがある。図１２において、計測画面１２００，１２１０，１２２０は、辺の欠損を計測対象としたときの計測画面であり、計測画面１２３０，１２４０，１２５０は、角の欠損を計測対象としたときの計測画面である。

本実施形態では、ステレオ計測による欠損計測が行われる。ステレオ計測においては、ステレオ光学アダプタを内視鏡２の先端部２１に装着した状態で計測対象物を撮像するため、計測画面では計測対象物の画像が左右１対で表示される。

欠損計測では、まず、液晶モニタ５またはフェイスマウントディスプレイ６に表示された計測画面上において、リモートコントローラ４あるいはＰＣ３１の操作により、ユーザが基準点を２つ指定すると、指定された基準点の情報が計測処理部１８に入力される（ステップＳＡ）。このとき、ユーザは、欠損の両側に位置する点であって欠損の存在しないエッジ上の点を基準点として選択することが望ましい。図１２において、左画像内の基準点１２０１，１２０２と基準点１２３１，１２３２が指定されている。

続いて、指定された基準点の座標に基づいて、計測処理部１８が欠損計算を行う（ステップＳＢ）。欠損計算では、欠損構成点の座標や欠損サイズの算出、欠損の種類の判別が行われる。計測画面１２１０，１２４０は計算中の計測画面である。欠損計算の詳細については後述する。

欠損計算が終了すると、計測処理部１８の指示により、検出された欠損領域が計測画面上に表示される（ステップＳＣ）と共に、欠損の種類および欠損サイズが表示される（ステップＳＤ〜ＳＥ）。図１２に示すように、欠損領域は計測画面１２２０の左画面１２２１上および計測画面１２５０上の左画面１２５１上に表示される。より具体的には、算出された欠損構成点が線で結ばれて表示される。さらに、欠損構成点の中で、欠損始点・終点・頂点が、それぞれ○・＊・□のカーソルで表示される。

また、検出された欠損の種類は計測画面１２２０，１２５０の右画面１２２２，１２５２上の結果ウィンドウ１２２３，１２５３の上部にイメージで表示される。さらに、検出された欠損のサイズが計測画面１２２０，１２５０の右画面１２２２，１２５２上の結果ウィンドウ１２２３，１２５３の下部に文字で表示される。

次に、図１３を参照し、図１１のステップＳＢ２における欠損計算の手順を説明する。ユーザによって指定された左画面内の２つの基準点の位置情報が計測処理部１８に入力されると、基準点指定部１８ｂは２つの基準点の画像座標（液晶モニタ５またはフェイスマウントディスプレイ６に表示される画像上の２次元座標）を算出する（ステップＳＢ１）。続いて、基準曲線算出部１８ｃは、２つの基準点の画像座標に基づいて、２つの基準曲線を算出する（ステップＳＢ２）。

続いて、欠損種類判別部１８ｅは、２本の基準曲線がなす角度を算出し、その角度に応じて欠損の種類を判別する（ステップＳＢ３）。続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、２つの基準点の画像座標に基づいて（角の欠損の場合には基準曲線も用いて）欠損構成点の画像座標を算出する（ステップＳＢ４）。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、算出した左画面内の各欠損構成点に対応した右画面内のマッチング点の画像座標を算出し（ステップＳＢ５）、算出された欠損構成点およびそのマッチング点の画像座標に基づいて各欠損構成点の空間座標（現実の空間上の３次元座標）を算出する（ステップＳＢ６）。

空間座標の計算方法は、特開２００４−４９６３８号公報に記載されているものと同様である。最後に、欠損サイズ算出部１８ｆは、算出された欠損構成点の空間座標に基づいて、欠損の種類に応じた欠損サイズを算出する（ステップＳＢ７）。

次に、図１４を参照し、図１２のステップＳＢ２における基準曲線の算出処理の手順を説明する。基準点指定部１８ｂによって算出された２つの基準点の画像座標が入力される（ステップＳＢ２１）と、基準曲線算出部１８ｃは、入力された基準点の画像座標に基づいて、各基準点について特徴点を２つずつ算出する（ステップＳＢ２２）。

続いて、基準曲線算出部１８ｃは、２つの特徴点に基づいて、撮像光学系の歪みを補正した歪補正曲線を算出する（ステップＳＢ２３）。基準点が２つであるので、２本の歪補正曲線が算出される。最後に、基準曲線算出部１８ｃは、この歪補正曲線の情報（曲線を構成する点の画像座標または曲線の式）を基準曲線の情報として制御部１８ａへ出力する（ステップＳＢ２４）。

以下、図１５を参照し、上記のステップＳＢ２２における特徴点の算出処理の手順を説明する。特徴点の算出処理は基準曲線の算出時だけでなく欠損構成点の算出時にも行われる。欠損構成点の算出処理については後述するが、ここでは特徴点の算出処理をまとめて説明する。

また、図１６〜図１７は特徴点の算出処理の手順を模式的に示しており、適宜図１６〜図１７も参照する。図１６は基準点周囲の特徴点を算出する場合の手順を示し、図１７は計測点周囲の特徴点を算出する場合の手順を示している。

基準点の画像座標もしくは計測点の画像座標が入力される（ステップＳＦ１）と、入力された基準点の画像座標もしくは計測点の画像座標に基づいて、基準点エリア内もしくは計測点エリア内のエリア画像が抽出される（ステップＳＦ２）。これによって、基準点１６００を含む基準点エリア内のエリア画像１６０１、もしくは計測点１７００を含む計測点エリア内のエリア画像１７０１が抽出される。

続いて、抽出されたエリア画像がグレースケール化され（ステップＳＦ３）、グレースケール化された画像に対してエッジ抽出が行われる（ステップＳＦ４）。続いて、抽出されたエッジの近似直線が算出され（ステップＳＦ５）、算出されたエッジ近似直線とエリア境界線との２つの交点が算出される（ステップＳＦ６）。これによって、エッジ近似直線１６０２もしくはエッジ近似直線１７０２が算出され、エッジ近似直線１６０２とエリア境界線との交点１６０３，１６０４もしくはエッジ近似直線１７０２とエリア境界線との交点１７０３，１７０４が算出される。

最後に、算出された各交点と抽出されたエッジとの最近傍点が算出され（ステップＳＦ７）、算出された２つの最近傍点が特徴点として制御部１８ａへ出力される（ステップＳＦ８）。これによって、交点１６０３，１６０４に対応した最近傍点１６０５，１６０６、もしくは交点１７０３，１７０４に対応した最近傍点１７０５，１７０６が特徴点として出力される。

ステップＳＦ４のエッジ抽出後にエッジ近似直線の算出を行うため、エッジ抽出には、抽出後の画像にできるだけノイズが発生しない処理を用いるのが良い。例えばSobel・Prewitt・Gradientフィルタ等の１次微分フィルタやLaplacianフィルタ等の２次微分フィルタを用いると良い。

また、膨張・収縮・差分処理およびノイズ低減フィルタ等を組み合わせた処理を用いてエッジ抽出を行っても良い。このとき、グレースケール画像を２値化する必要があるが、２値化閾値には固定値を用いても良いし、Ｐ−タイル法、モード法、判別分析法など、グレースケール画像の輝度に基づいて閾値を変更する方法を用いても良い。

また、ステップＳＦ５のエッジ近似直線の算出では、ステップＳＦ４で抽出されたエッジの情報に基づいて、例えば最小２乗法を用いて近似直線を算出する。なお、上記では、エッジの形状に対して直線近似を行っているが、２次以上の関数を使って曲線近似を行っても良い。エッジの形状が直線よりも曲線に近い場合には、曲線近似を行った方がより精度の良い特徴点算出が可能となる。

次に、図１４のステップＳＢ２３における歪補正曲線の算出処理の手順を説明する。本実施形態による計測用内視鏡装置１に適用される内視鏡２では、各内視鏡２特有の撮像光学系の光学データが測定される。測定された光学データは例えばメモリカード３３に記録される。この光学データを用いることにより、計測画像を、撮像光学系の歪みを補正した歪補正画像に変換することができる。

以下、図１８を参照し、歪補正曲線の算出方法を説明する。原画像１８００は計測対象物の画像であり、点Ｐ１，Ｐ２は、図１４のステップＳＢ２２で算出された２つの特徴点である。光学データを用いて原画像１８００を変換すると歪補正画像１８０１となる。点Ｐ１’，Ｐ２’はそれぞれ点Ｐ１，Ｐ２の変換後の点である。

この点Ｐ１’，Ｐ２’を歪補正画像１８０１上で結んだ直線を直線Ｌとし、光学データを用いて直線Ｌ上の各画素点を逆変換すると、直線Ｌは原画像１８０２上において曲線Ｌ’に変換される。この曲線Ｌ’の情報が、点Ｐ１，Ｐ２を通る歪曲線の情報として制御部１８ａへ出力される。光学データの内容およびその作成方法、歪補正方法に関しては、特開２００４−４９６３８号公報に記載された内容と同じである。

次に、図１９を参照し、図１３のステップＳＢ３における欠損種類の判別処理の手順を説明する。２本の基準曲線の情報が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ３１）と、欠損種類判別部１８ｅは２本の基準曲線がなす角度を算出する（ステップＳＢ３２）。続いて、欠損種類判別部１８ｅは、２本の基準曲線のなす角度が所定の範囲であるか否かを判定する（ステップＳＢ３３）。

２本の基準曲線のなす角度が所定の範囲であった場合（例えば角度が１８０°に近い値の場合）、欠損種類判別部１８ｅは、欠損が辺の欠損であると判断し、欠損の判別結果を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは欠損の判別結果を記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ３４）。また、２本の基準曲線のなす角度が所定の範囲でなかった場合（例えば角度が９０°に近い値の場合）、欠損種類判別部１８ｅは、欠損が角の欠損であると判断し、欠損の判別結果を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは欠損の判別結果を記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ３５）。

次に、図１３のステップＳＢ４における欠損構成点の算出処理の手順を説明する。欠損構成点の算出処理は、欠損頂点算出処理、欠損始点算出処理、２種類の計測点算出処理、および欠損終点算出処理で構成される。まず、図２０を参照し、欠損頂点算出処理の手順を説明する。

制御部１８ａから欠損の判別結果が入力される（ステップＳＢ４１１ａ）と、欠損構成点算出部１８ｄは、判別結果に基づいて欠損の種類を判別する（ステップＳＢ４１１ｂ）。欠損の種類が角の欠損であった場合、制御部１８ａから２本の基準曲線の情報が入力される（ステップＳＢ４１１ｃ）。

欠損構成点算出部１８ｄは、入力された情報に基づいて２本の基準曲線の交点を算出し（ステップＳＢ４１１ｄ）、算出した交点の画像座標を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは２本の基準曲線の交点の画像座標を欠損構成点（欠損頂点）の画像座標として記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ４１１ｅ）。続いて、図２１に示す第１の計測点算出処理へ処理が移行する。また、欠損の種類が辺の欠損であった場合、ステップＳＢ４１１ｂに続いて、図２１に示す第１の計測点算出処理へ処理が移行する。

次に、図２１を参照し、第１の計測点算出処理の手順を説明する。また、図２２は第１の計測点算出処理の手順を模式的に示しており、適宜図２２も参照する。ユーザによって指定された２つの基準点のうち、最初に指定された第１の基準点の画像座標が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ４１２ａ）と、欠損構成点算出部１８ｄは図１５に示した特徴点の算出処理を実行し、２つの特徴点を算出する（ステップＳＢ４１２ｂ）。これによって、第１の基準点２２００に対応した２つの特徴点２２０１，２２０２が算出される。

続いて、第２の基準点の画像座標が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ４１２ｃ）。欠損構成点算出部１８ｄは２つの特徴点と第２の基準点の２次元距離を算出し、２つの特徴点のうち第２の基準点に近い方を次の計測点とする（ステップＳＢ４１２ｄ）。第２の基準点のある方向が図２２の方向Ｔ２２である場合、特徴点２２０１，２２０２のうち特徴点２２０２が次の計測点２２０３となる。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、算出した計測点の画像座標を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは計測点の画像座標を記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ４１２ｅ）。続いて、図２３に示す欠損始点算出処理へ処理が移行する。

次に、図２３を参照し、欠損始点算出処理の手順を説明する。また、図２４は欠損始点算出処理の手順を模式的に示しており、適宜図２４も参照する。まず、前回求めた計測点の画像座標が制御部１８ａから入力され（ステップＳＢ４１３ａ）、２本の基準曲線のうち第１の基準点から算出された第１の基準曲線の情報が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ４１３ｂ）。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは第１の基準曲線と計測点の２次元距離を算出し（ステップＳＢ４１３ｃ）、算出した２次元距離が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳＢ４１３ｄ）。算出した２次元距離が所定値以上であった場合、欠損構成点算出部１８ｄは、計測対象物のエッジを近似する直線であるエッジ近似直線を算出する（ステップＳＢ４１３ｅ）。例えば図２４に示すように、第１の基準点２４０１から算出された第１の基準曲線２４１０と計測点２４０２の２次元距離Ｄ２４が所定値以上であった場合、エッジ近似直線２４１１が算出される。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは第１の基準曲線とエッジ近似直線の交点を算出する（ステップＳＢ４１３ｆ）。これによって、第１の基準曲線２４１０とエッジ近似直線２４１１の交点２４０３が算出される。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、算出した交点の画像座標を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは交点の画像座標を欠損構成点（欠損始点）の画像座標として記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ４１３ｇ）。続いて、図２５に示す第２の計測点算出処理へ処理が移行する。また、ステップＳＢ４１３ｃで算出した２次元距離が所定値未満であった場合、ステップＳＢ４１３ｄに続いて、図２５に示す第２の計測点算出処理へ処理が移行する。

次に、図２５を参照し、第２の計測点算出処理の手順を説明する。また、図２６は第２の計測点算出処理の手順を模式的に示しており、適宜図２６も参照する。前回求めた計測点の画像座標が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ４１４ａ）と、欠損構成点算出部１８ｄは図１５に示した特徴点の算出処理を実行し、２つの特徴点を算出する（ステップＳＢ４１４ｂ）。これによって、計測点２６００に対応した２つの特徴点２６０１，２６０２が算出される。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、前回求めた計測点と２つの特徴点のそれぞれとの２次元距離を算出し、２つの特徴点のうち、前回求めた計測点から遠い方を次の計測点とする（ステップＳＢ４１４ｃ）。前回求めた計測点のある方向が図２６の方向Ｔ２６である場合、特徴点２６０１，２６０２のうち特徴点２６０２が次の計測点２６０３となる。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、欠損始点の画像座標が既に記憶部１８ｇに格納されているか否かを判定する（ステップＳＢ４１４ｄ）。欠損始点の画像座標が既に記憶部１８ｇに格納されている場合、欠損構成点算出部１８ｄは、算出した計測点の画像座標を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは計測点の画像座標を欠損構成点の画像座標として記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ４１４ｅ）。続いて、図２７に示す欠損終点算出処理へ処理が移行する。また、欠損始点の画像座標が記憶部１８ｇにまだ格納されていない場合、図２３に示す欠損始点算出処理へ処理が再度移行する。

次に、図２７を参照し、欠損終点算出処理の手順を説明する。また、図２８は欠損終点算出処理の手順を模式的に示しており、適宜図２８も参照する。まず、前回求めた計測点の画像座標が制御部１８ａから入力され（ステップＳＢ４１５ａ）、２本の基準曲線のうち第２の基準点から算出された第２の基準曲線の情報が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ４１５ｂ）。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは第２の基準曲線と計測点の２次元距離を算出し（ステップＳＢ４１５ｃ）、算出した２次元距離が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳＢ４１５ｄ）。算出した２次元距離が所定値以下であった場合、欠損構成点算出部１８ｄは、計測対象物のエッジを近似する直線であるエッジ近似直線を算出する（ステップＳＢ４１５ｅ）。例えば図２８に示すように、第２の基準点２８００から算出された第２の基準曲線２８１０と計測点２８０１の２次元距離Ｄ２８が所定値以下であった場合、エッジ近似直線２８１１が算出される。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは第２の基準曲線とエッジ近似直線の交点を算出する（ステップＳＢ４１５ｆ）。これによって、第２の基準曲線２８１０とエッジ近似直線２８１１の交点２８０３が算出される。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、算出した交点の画像座標を制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは交点の画像座標を欠損構成点（欠損終点）の画像座標として記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ４１５ｇ）。この処理によって、上述した欠損構成点の算出処理の全体が終了する。また、ステップＳＢ４１５ｃで算出した２次元距離が所定値を超えた場合、ステップＳＢ４１５ｄに続いて、図２５に示した第２の計測点算出処理へ処理が再度移行する。

次に、図２９を参照し、図２３のステップＳＢ４１３ｅおよび図２７のステップＳＢ４１５ｅにおけるエッジ近似直線の算出処理の手順を説明する。計測点の画像座標が入力される（ステップＳＧ１）と、欠損構成点算出部１８ｄは、入力された計測点の画像座標に基づいて、計測点エリア内のエリア画像を抽出する（ステップＳＧ２）。

続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、抽出したエリア画像をグレースケール化し（ステップＳＧ３）、グレースケール化した画像に対してエッジ抽出を行う（ステップＳＧ４）。続いて、欠損構成点算出部１８ｄは、抽出したエッジの近似直線を算出し（ステップＳＧ５）、算出したエッジ近似直線の情報を制御部１８ａへ出力する（ステップＳＧ６）。上記のステップＳＧ１〜ＳＧ５の処理は図１５のステップＳＦ１〜ＳＦ５の処理と同様である。

次に、図１３のステップＳＢ５におけるマッチング点の算出方法を説明する。欠損構成点算出部１８ｄは、上述した欠損計算で算出した欠損構成点に基づいてパターンマッチング処理を実行し、左右２画像の対応点であるマッチング点を算出する。このパターンマッチング処理の方法は特開２００４−４９６３８号公報に記載されたものと同じである。

しかし、欠損の種類が角の欠損であった場合、欠損頂点は計測対象物の背景に位置しており、画像上ではエッジ等の特徴的なパターンが存在しないので、パターンマッチング処理がうまく機能せず、マッチング点を算出できないことがある。そこで、本実施形態では、欠損の種類が角の欠損であった場合、欠損頂点のマッチング点の算出は以下のようにして行われる。

図３０（ａ）に示すように、まず、左画像３０００の基準点３００１，３００２に対応した右画像３０２０のマッチング点３０２１，３０２２が算出される。続いて、基準点３００１，３００２のそれぞれを通る基準曲線３０１０，３０１１と、マッチング点３０２１，３０２２のそれぞれを通る基準曲線３０３０，３０３１とが算出される。

続いて、図３０（ｂ）に示すように、左画像３０００の基準曲線３０１０，３０１１の交点３００３が欠損頂点として算出される。また、右画像３０２０の基準曲線３０３０，３０３１の交点３０２３が算出され、欠損頂点のマッチング点とみなされる。

次に、図３１を参照し、図１３のステップＳＢ７における欠損サイズの算出処理の手順を説明する。欠損構成点の空間座標（３次元座標）および欠損の判別結果が制御部１８ａから入力される（ステップＳＢ７１）と、欠損サイズ算出部１８ｆは欠損の幅（欠損始点−欠損終点間の空間距離）を算出する（ステップＳＢ７２）。

続いて、欠損サイズ算出部１８ｆは、欠損の判別結果に基づいて欠損の種類を判定する（ステップＳＢ７３）。欠損の種類が辺の欠損であった場合、欠損サイズ算出部１８ｆは欠損の深さ（所定の欠損構成点から、欠損始点と欠損終点を結んだ直線までの空間距離）を算出する（ステップＳＢ７４）。さらに、欠損サイズ算出部１８ｆは欠損の面積（全ての欠損構成点で囲まれた領域の空間面積）を算出する（ステップＳＢ７５）。

続いて、欠損サイズ算出部１８ｆは、算出した欠損サイズを制御部１８ａへ出力する。制御部１８ａは欠損サイズを記憶部１８ｇに格納する（ステップＳＢ７６）。また、欠損の種類が角の欠損であった場合には、欠損サイズ算出部１８ｆは欠損の辺（欠損頂点−欠損始点間の空間距離および欠損頂点−欠損終点間の空間距離）を算出する（ステップＳＢ７７）。これに続いて、処理はステップＳＢ７５に移行する。

次に、本実施形態における計測結果の表示方法を説明する。図３２は欠損計測開始前の計測画面を示している。計測情報として、左画面３２００には計測対象物の左画像が表示され、右画面３２１０には計測対象物の右画像が表示される。また、左画面３２００および右画面３２１０を除く計測画面上の領域には他の計測情報として、光学アダプタ名称情報３２２０、時間情報３２２１、メッセージ情報３２２２、アイコン３２２３ａ，３２２３ｂ，３２２３ｃ，３２２３ｄ，３２２３ｅ、およびズームウィンドウ３２２４が表示される。

光学アダプタ名称情報３２２０と時間情報３２２１は共に計測条件を示す情報である。光学アダプタ名称情報３２２０は、現在使用している光学アダプタの名称を示す文字情報である。時間情報３２２１は現在の日付と時刻を示す文字情報である。メッセージ情報３２２２は、ユーザへの操作指示を示す文字情報と、計測条件の１つである基準点の座標を示す文字情報とを含んでいる。

アイコン３２２３ａ〜３２２３ｅは、ユーザが計測モードの切替や計測結果のクリア等の操作指示を入力するための操作メニューを構成している。ユーザがリモートコントローラ４あるいはＰＣ３１を操作し、図示せぬカーソルをアイコン３２２３ａ〜３２２３ｅのいずれかの上に移動させてクリック等の操作を行うと、その操作に応じた信号が計測処理部１８に入力される。制御部１８ａは、その信号に基づいてユーザからの操作指示を認識し、計測処理を制御する。また、ズームウィンドウ３２２４には計測対象物の拡大画像が表示される。

図３３は、欠損計測結果を表示したときの計測画面を示している。計測結果を表示するための結果ウィンドウ３３００が、図３２に示した計測対象物の撮像画像や各種情報の上に重ねて表示されるため、右画面の撮像画像や文字情報等が結果ウィンドウ３３００の背後に隠れてしまっている。この状態（第１の表示状態）は、計測結果の表示に必要なスペースを確保して計測結果の視認性を良くするのに適している。

ユーザがリモートコントローラ４あるいはＰＣ３１を操作し、図示せぬカーソルを結果ウィンドウ３３００の上に移動させてクリック等の操作を行うと、制御部１８ａの制御により、計測画面が、図３４に示す計測画面に切り替わる。図３４では結果ウィンドウ３４００が透過状態となって計測結果が非表示となることによって、図３３の結果ウィンドウ３３００で隠れていた右画面の撮像画像や文字情報等が視覚可能となっている。結果ウィンドウ３４００は枠だけが表示されている状態である。

この状態（第２の表示状態）は、撮像画像等の計測情報の表示に必要なスペースを確保して計測情報の視認性を良くするのに適している。これによって、例えば左右の画面内の欠損構成点のマッチング状態等を確認することができる。図３４の状態で、ユーザがリモートコントローラ４あるいはＰＣ３１を操作し、クリック等の操作を行うと、制御部１８ａの制御により、計測画面が、図３３に示す計測画面に再度切り替わる。

図３３に示した表示状態で計測画面の切替がユーザによって指示された場合に、計測画面を図３５に示す計測画面に切り替えても良い。図３５に示す結果ウィンドウ３５００は、結果ウィンドウを最小化し、かつ表示位置を、他の情報の表示の邪魔にならない位置に移動させたものである。図３５に示した表示状態も、撮像画像等の計測情報の表示に必要なスペースを確保して計測情報の視認性を良くするのに適している。他の情報の表示の邪魔にならないのであれば、結果ウィンドウの大きさと表示位置の両方を変更しなくてもよく、一方だけを変更するようにしてもよい。

上述したように、本実施形態によれば、２つの基準点を指定すれば欠損サイズの計測が可能となるので、従来のように３点あるいは４点以上の基準点を指定する場合と比較して、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができる。また、電子内視鏡の先端に設置される撮像光学系の歪みを補正した歪補正曲線を基準曲線として算出することによって、欠損サイズの計測精度を向上することができる。

また、２つの基準点に対応した２本の基準曲線が形成する角度に応じて欠損の種類を判別することによって、欠損の種類に応じた自動計測を行うことが可能となるので、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができる。特に、欠損のサイズを示すパラメータとして、欠損の種類に応じたパラメータを自動的に選択して算出することによって、ユーザが欠損の種類を特に意識しなくても最適な自動計測を行うことが可能となるので、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができる。

また、従来の計測用内視鏡装置では、角の頂点を含む計測対象物の角に形成された角の欠損のエッジを、１つの仮想曲線とその曲線上の仮想点とで近似しており、角の欠損の頂点に相当する上記の仮想点の選択が手動で行われていたため、欠損サイズの計測精度を低下させるおそれがあるという問題があった。これに対して、本実施形態のように、２つの基準点に対応した２本の基準曲線の交点を欠損構成点の１つ（欠損頂点）として算出することによって、欠損サイズの計測精度を向上することができる。

また、欠損のサイズを示すパラメータとして、少なくとも２種類のパラメータを算出することによって、欠損のサイズを詳細に知ることができる。

また、１つの基準点について計測対象物のエッジ上の少なくとも２つの特徴点を算出し、それらの特徴点に基づいて基準曲線を算出することによって、基準曲線の算出精度を向上し、ひいては欠損サイズの計測精度を向上することができる。

また、本実施形態によれば、以下の効果を得ることもできる。従来の計測用内視鏡では、計測を行う現場での装置の移動を容易とするため、表示装置の大きさに制限があり、表示装置の画面の大きさも限られていた。このため、従来の計測用内視鏡装置では、計測対象物の撮像画像と計測結果の表示に十分な表示スペースを確保できずに視認性が悪くなる可能性があった。

これに対して、本実施形態のように、計測対象物の撮像画像を含む計測情報の少なくとも一部の上に計測結果が重なって表示された第１の表示状態と、第１の表示状態において計測結果が重なっていた計測情報を視覚可能とした第２の表示状態との間で表示状態を切り替えることによって、計測情報と計測結果のそれぞれに対して必要な表示スペースを確保することが可能となる。これによって、計測情報と計測結果の視認性を向上することができる。また、表示装置の画面には、計測対象物の撮像画像の他にも、計測条件を示す文字情報、ユーザへの操作指示を示す文字情報、操作内容の入力に使用される操作メニュー等も表示されるが、これらの表示スペースも確保して視認性を向上することができる。

（第１の変形例）
次に、本実施形態の変形例を説明する。まず、第１の変形例を説明する。上記の説明では、２つの特徴点から１本の基準曲線が算出されるが、３つの特徴点から１本の基準曲線を算出する方法を以下で説明する。

図３６に示すように、まず、原画像３６００において、基準点３６０１および基準点エリア３６０２の位置に基づいて、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２が算出される。さらに、基準点３６０１と計測対象物のエッジとの最近傍点が第３の特徴点Ｐ３として算出される。なお、図面の表現上の都合により、原画像３６００では特徴点Ｐ３の図示を省略している。

光学データを用いて原画像３６００を変換すると、歪補正画像３６１０となる。点Ｐ１’，Ｐ２’，Ｐ３’はそれぞれ点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の変換後の点である。この点Ｐ１’，Ｐ２’，Ｐ３’に基づいて例えば最小２乗法を用いて算出した直線を近似直線Ｌとし、光学データを用いて近似直線Ｌ上の各画素点を逆変換すると、近似直線Ｌは原画像３６２０上において曲線Ｌ’に変換される。この曲線Ｌ’が、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を通る歪補正曲線である。

以上のように、３つの特徴点を用いて基準曲線を算出することにより、基準曲線の算出精度を向上することができる。また、上記では特徴点を３つとしたが、４つ以上の特徴点を算出して、その特徴点に基づいて上記と同様の方法で基準曲線の算出を行っても良い。さらに、上記では歪補正後の特徴点に基づいて直線近似を行っているが、２次以上の関数を使って曲線近似を行っても良い。歪補正後のエッジの形状が直線よりも曲線に近い場合には、曲線近似を行った方が特徴点算出の精度が向上する。

（第２の変形例）
次に、第２の変形例を説明する。図３０を参照して前述した説明では、欠損頂点の空間座標（３次元座標）を算出する際に、２つの基準点のマッチング点を右画像上で求め、そのマッチング点に基づいて右画像上の２本の基準曲線を算出し、それらの交点を欠損頂点のマッチング点とみなし、そのマッチング点の画像座標から欠損頂点の空間座標を算出していた。以下では、２つの基準点から算出した特徴点に基づいて２本の３次元直線を算出し、その２本の３次元直線の交点を欠損頂点の空間座標として算出する方法を説明する。

図３７に示す角の欠損において、まず、ユーザが指定した２つの基準点に基づいて特徴点を算出する。特徴点Ｐ１，Ｐ２は基準点３７００から算出した特徴点であり、点Ｐ３，Ｐ４は基準点３７０１から算出した特徴点である。続いて、点Ｐ１〜Ｐ４のマッチング点Ｐ１’〜Ｐ４’を求め、これらの特徴点Ｐ１〜Ｐ４および特徴点Ｐ１’〜Ｐ４’の空間座標を算出する。ここで、特徴点Ｐ１，Ｐ２の空間座標をそれぞれ（Ｐｌｘ，Ｐｌｙ），（Ｃｌｘ，Ｃｌｙ）とし、特徴点Ｐ３，Ｐ４の空間座標をそれぞれ（Ｐｒｘ，Ｐｒｙ），（Ｃｒｘ，Ｃｒｙ）とすると、特徴点Ｐ１，Ｐ２を通る３次元直線Ｌの式、および特徴点Ｐ３，Ｐ４を通る３次元直線Ｒの式はそれぞれ以下の（１）式および（２）式のようになる。

続いて、２本の３次元直線Ｌ，Ｒの交点を算出する。実際には３次元直線Ｌ，Ｒが交わるということはほとんどないので、本変形例では、２直線が再接近する位置を２直線の交点とみなす。２直線が最接近する位置を探すことは、２直線の法線が一致する位置を探すことと同じである。すなわち、図３８に示すように、直線Ｌ上の最接近点Ｑｌと、直線Ｒ上の最接近点Ｑｒとを結ぶ直線Ｎは、直線Ｌ，Ｒそれぞれに対して直交する。このため、直線Ｌ，Ｒの方向ベクトルと直線Ｎの方向ベクトルとの内積は０となる。これらは、それぞれ以下の（３）式および（４）式で表される。

また、最接近点Ｑｌ，Ｑｒがそれぞれ直線Ｌ，Ｒ上にあることから、（１）式および（２）式と定数ｓ，ｔを用いて以下の（５）式および（６）式が成り立つ。

続いて、上記の（１）式〜（６）式を用いて、最接近点Ｑｌ，Ｑｒの空間座標を求める。まず、定数ｔｍｐ１，ｔｍｐ２，ｔｍｐ３，ｔｍｐ４，ｔｍｐ５，ｔｍｐ６を以下の（７）式および（８）式のように定義する。

定数ｔｍｐ１〜ｔｍｐ６を用いて（３）式および（４）式を書き換えると以下の（３ａ）式および（４ａ）式となる。

また、定数ｔｍｐ１〜ｔｍｐ６を用いて（５）式および（６）式を書き換えると以下の（５ａ）式および（６ａ）式となる。

続いて、（５ａ）式および（６ａ）式を用いて（３ａ）式および（４ａ）式を書き換えると以下の（３ｂ）式および（４ｂ）式となる。

さらに、（３ｂ）式および（４ｂ）式を展開すると以下の（３ｃ）式および（４ｃ）式となる。

また、定数ａｌ，ｂｌ，ｃｌ，ａｒ，ｂｒ，ｃｒを以下の（９）式〜（１４）式のように定義する。

（９）式〜（１４）式を用いて（３ｃ）式および（４ｃ）式を整理すると以下の（３ｄ）式および（４ｄ）式となる。

（３ｄ）式および（４ｄ）式から以下の（１５）式および（１６）式が成り立つ。

一方、（５）式〜（８）式を用いると最接近点Ｑｌ，Ｑｒの座標は以下の（１７）式および（１８）式で表される。（７）式〜（８）式、（９）式〜（１４）式、（１５）式〜（１６）式を（１７）式および（１８）式に代入することにより、最接近点Ｑｌ，Ｑｒの座標が求まる。

最後に、最接近点Ｑｌ，Ｑｒの中点を直線Ｌ，Ｒの交点とみなすことにより、欠損頂点の空間座標は以下の（１９）式で表される。上記と同様にして、特徴点Ｐ１’〜Ｐ４’の空間座標から右画像における欠損頂点の空間座標を求めることができる。

（第３の変形例）
次に、第３の変形例を説明する。上記の説明では、欠損の両側に位置する点であって欠損の存在しないエッジ上の点が基準点として選択されることを想定しているが、欠損が撮像画像の端の方に撮像されている場合には、欠損の存在しないエッジ上の点を基準点として選択することが困難なこともある。以下では、欠損の端点を基準点として欠損計測を行う方法を説明する。

図３９に示すように、ユーザは欠損の２つの端点を基準点３９００，３９０１として指定する。基準点３９００は、欠損の周辺における計測対象物のエッジ３９１０と欠損のエッジ３９１１が交差する位置にある点である。また、基準点３９０１は、欠損の周辺における計測対象物のエッジ３９１２と欠損のエッジ３９１３が交差する位置にある点である。

欠損計算では、基準曲線を算出するのに用いる特徴点は、基準点３９００から方向Ｔ３９ａに向かって、および基準点３９０１から方向Ｔ３９ｂに向かってサーチされる。また、欠損構成点を算出するのに用いる計測点は、基準点３９００から方向Ｔ３９ｃに向かって、および基準点３９０１から方向Ｔ３９ｄに向かってサーチされる。基準点３９００，３９０１と、特徴点または計測点となる点との位置関係から方向Ｔ３９ａ，Ｔ３９ｂ，Ｔ３９ｃ，Ｔ３９ｄを識別することが可能である。

特徴点の算出処理は、必要な数の特徴点が算出された時点で終了となる。また、計測点の算出処理に関しては、基準点３９００と基準点３９０１のそれぞれから計測点のサーチを開始し、基準点３９００側からサーチした計測点と、基準点３９０１側からサーチした計測点との２次元距離が所定値以下となった場合に計測点の算出処理が終了する。

以上のように、欠損の端点を基準点として指定することを可能とすることによって、欠損の全体が撮像されてさえいれば、撮像画像内の欠損の位置によらず、欠損計測を行うことができる。また、基準点の指定のために撮像位置を変更して再度撮像を行う必要がなくなるので、操作の煩わしさを低減し操作性を向上することができる。

（第４の変形例）
次に、第４の変形例を説明する。上記の説明では、タービンブレードあるいはコンプレッサブレードのエッジに生じた欠損を主な計測対象としていたが、第４の変形例では、ブレード表面に生じたバーニング（焼け）や塗装のはがれ、パイプ内部に生じたサビ等の欠陥を主な計測対象とする。

例えば、図４０（ａ）に示すように、コンプレッサブレード４０００のエッジに欠損４０１０が形成され、表面にバーニング４０２０が形成されている。図４０（ｂ）は欠損４０１０を拡大した図であり、図４０（ｃ）はバーニング４０２０を拡大した図である。欠損４０１０では端点４０１１，４０１２を結ぶ直線４０１３を基準にして片側のみにエッジがあるのに対して、バーニング４０２０ではバーニング周囲の輪郭線（エッジ）上の任意の２つの点４０２１，４０２２を結ぶ直線４０２３を基準にして両側にエッジがある。

以下、図４１を参照しながら、計測対象物上の任意の２点を結ぶ直線の両側にエッジを有する計測対象物に対して欠損計測を行う方法を説明する。図４１（ａ）に示すバーニング４１００に対して、まずユーザがエッジ上の任意の２つの基準点４１１０，４１１１を指定する。続いて、第１の実施形態で説明したように、指定された２つの基準点の間に位置するエッジ上の点が順次サーチされ、欠損構成点（計測点）として抽出される。このとき、図４１（ｂ）に示すように、基準点４１１０から基準点４１１１に向かって、矢印４１２０，４１２１が示す２方向に欠損構成点がサーチされる。また、第４の変形例では基準曲線の算出処理は行われず、基準点４１１０，４１１１がそれぞれそのまま欠損始点、欠損終点になる。

サーチされた欠損構成点と基準点４１１１との２次元距離が所定値以下になった場合に、欠損構成点のサーチが終了する。図４１（ｃ）は、欠損構成点のサーチが終了した状態を示している。続いて、抽出された欠損構成点のマッチング点の算出および各点の空間座標の算出が行われ、算出された各点の空間座標に基づいてバーニング４１００のサイズが算出される。算出されるバーニング４１００のサイズは、図４１（ｄ）に示すように、バーニング４１００の幅４１３０，４１３１と周囲長４１３２と面積である。

幅４１３０は基準点４１１０，４１１１間の空間距離であり、幅４１３１は、基準点４１１０，４１１１を結ぶ直線から左右方向に最も距離のある欠損構成点４１１２，４１１３間の空間距離である。周囲長４１３２は隣接する２つの欠損構成点間の空間距離の合計である。面積は、全ての欠損構成点で囲まれた領域の空間面積である。バーニング４１００のサイズが算出されると、図４１（ｅ）が示すように、計測結果を示す結果ウィンドウ４１４０が計測画面に表示される。以上のように、バーニングに対しても欠損計測を行うことができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が備える計測処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における基準点、基準曲線、基準点エリアを示す参考図である。 本発明の一実施形態における辺の欠損の欠損始点・終点、欠損構成点を示す参考図である。 本発明の一実施形態における角の欠損の欠損始点・終点・頂点、欠損構成点を示す参考図である。 本発明の一実施形態における辺の欠損の幅、深さ、面積を示す参考図である。 本発明の一実施形態における角の欠損の幅、辺の長さ、面積を示す参考図である。 本発明の一実施形態における計測点および計測点エリアを示す参考図である。 本発明の一実施形態における特徴点を示す参考図である。 本発明の一実施形態における特徴点を示す参考図である。 本発明の一実施形態における欠損計測の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における欠損計測時に表示される計測画面を示す参考図である。 本発明の一実施形態における欠損計算の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における基準曲線算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における特徴点算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における特徴点算出処理の手順を示す参考図である。 本発明の一実施形態における特徴点算出処理の手順を示す参考図である。 本発明の一実施形態における歪補正曲線の算出方法を示す参考図である。 本発明の一実施形態における欠損種類判別処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における欠損頂点算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における第１の計測点算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における第１の計測点算出処理の手順を示す参考図である。 本発明の一実施形態における欠損始点算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における欠損始点算出処理の手順を示す参考図である。 本発明の一実施形態における第２の計測点算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における第２の計測点算出処理の手順を示す参考図である。 本発明の一実施形態における欠損終点算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における欠損終点算出処理の手順を示す参考図である。 本発明の一実施形態におけるエッジ近似直線算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるマッチング点の算出方法を示す参考図である。 本発明の一実施形態における欠損サイズ算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における計測画面（欠損計測開始前）を示す参考図である。 本発明の一実施形態における計測画面（欠損計測結果の表示時）を示す参考図である。 本発明の一実施形態における計測画面（欠損計測結果の表示時）を示す参考図である。 本発明の一実施形態における計測画面（欠損計測結果の表示時）を示す参考図である。 本発明の一実施形態における歪補正曲線の他の算出方法を示す参考図である。 本発明の一実施形態における欠損頂点の他の算出方法を示す参考図である。 本発明の一実施形態における欠損頂点の他の算出方法を示す参考図である。 本発明の一実施形態における基準点の他の指定方法を示す参考図である。 本発明の一実施形態における計測対象物を示す参考図である。 本発明の一実施形態における欠損計測の手順を示す参考図である。

符号の説明

１・・・計測用内視鏡装置、１８・・・計測処理部、１８ａ・・・制御部、１８ｂ・・・基準点指定部、１８ｃ・・・基準曲線算出部、１８ｄ・・・欠損構成点算出部、１８ｅ・・・欠損種類判別部、１８ｆ・・・欠損サイズ算出部、１８ｇ・・・記憶部

Claims (7)

1. 計測対象物を撮像し撮像信号を生成する電子内視鏡と、前記撮像信号に基づいて映像信号を生成する画像処理手段と、前記映像信号に基づいて前記計測対象物の計測処理を行う計測処理手段とを備えた計測用内視鏡装置において、
   前記計測処理手段は、
   前記計測対象物上の２つの基準点を指定する基準点指定手段と、
   前記基準点に基づいて、前記計測対象物に形成された欠損の輪郭を構成する欠損構成点を算出する欠損構成点算出手段と、
   前記欠損構成点に基づいて前記欠損のサイズを計測する欠損計測手段と、
   前記基準点に基づいて、前記計測対象物の輪郭を近似する輪郭近似線を算出する輪郭近似線算出手段と、
   前記２つの基準点に対応した２本の前記輪郭近似線が形成する角度に応じて前記欠損の種類を判別する欠損種類判別手段と、
   を備え、
   前記欠損構成点算出手段は、前記基準点及び前記輪郭近似線に基づいて、前記欠損構成点を算出する
   ことを特徴とする計測用内視鏡装置。
2. 前記欠損計測手段は、前記欠損のサイズを示すパラメータとして、前記欠損の種類に応じた前記パラメータを算出することを特徴とする請求項１に記載の計測用内視鏡装置。
3. 前記欠損構成点算出手段は、前記２つの基準点に対応した２本の前記輪郭近似線の交点を前記欠損構成点の１つとして算出することを特徴とする請求項２に記載の計測用内視鏡装置。
4. 前記欠損計測手段は、前記欠損のサイズを示すパラメータとして、少なくとも２種類の前記パラメータを算出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の計測用内視鏡装置。
5. 前記輪郭近似線算出手段は、１つの前記基準点の周辺にある前記計測対象物の輪郭線上の少なくとも２つの特徴点を算出し、前記少なくとも２つの特徴点に基づいて前記輪郭近似線を算出することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の計測用内視鏡装置。
6. 前記輪郭近似線算出手段は、前記電子内視鏡の先端に設置された撮像光学系の歪みを補正した前記輪郭近似線を算出することを特徴とする請求項１に記載の計測用内視鏡装置。
7. 前記欠損構成点算出手段は、前記２つの基準点を結ぶ直線を基準にして両側に前記欠損の輪郭が存在する場合、前記直線に対して一方の側において、一方の前記基準点から他方の前記基準点に向かって、前記欠損構成点を算出すると共に、前記直線に対して他方の側において、一方の前記基準点から他方の前記基準点に向かって、前記欠損構成点を算出することを特徴とする請求項１に記載の計測用内視鏡装置。

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