JP2003070719A - Measurement endoscope - Google Patents
Measurement endoscopeInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被検物(対象物)
を撮影して計測を行なうのに必要な複数のステレオ計測
用光学アダプタが内祝鏡本体に着脱可能な計測内視鏡装
置にかかわり、所望の長さを計測したときに表示される
計測線が光学的な歪み補正を行った状態の線で元画像上
に表示可能とすることによって、検査者が計測した場所
を違和感無く認識しやすくすることのできる計測内視鏡
装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an object to be inspected (object).
A plurality of stereo measurement optical adapters necessary for taking and measuring the image are related to the measuring endoscope device that can be attached to and detached from the endoscopic mirror body, and the measurement line displayed when measuring the desired length is optical. The present invention relates to a measuring endoscopic device that allows an inspector to easily recognize a measured position without discomfort by making it possible to display on the original image with a line in which the distortion correction is performed.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、内視鏡によって被検物をさらに
詳細に調べるためには、その被検物を計測することが必
要であり、このような要求を満足するために、従来から
内視鏡を用いて被検物の計測が可能な計測手段が様々な
提案によって開示されている。2. Description of the Related Art Generally, in order to examine a test object in more detail with an endoscope, it is necessary to measure the test object. Various proposals disclose measuring means capable of measuring an object to be measured using a mirror.
【0003】例えば、特開平10−248806号公報
に記載の提案では、ステレオ計測による計測内視鏡装置
が示されている。また、本出願人が先に出願した特願2
000−101122号に記載の提案では、光学アダプ
タの種類によって異なる計測手法を、光学アダプタの種
類に応じて自動的に選択して実行する計測内視鏡装置が
示されている。For example, in the proposal disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-248806, a measurement endoscope apparatus by stereo measurement is shown. In addition, Japanese Patent Application 2 filed by the applicant earlier
The proposal described in No. 000-101122 shows a measurement endoscope apparatus that automatically selects and executes a measurement method that differs depending on the type of optical adapter according to the type of optical adapter.
【0004】前者の特開平10−248806号公報に
記載の計測内視鏡装置では、内視鏡本体に、被検物を撮
像して計測を行うのに必要な2つの光学系を有する光学
アダプタを着脱自在に設け、光学アダプタ内の2つのレ
ンズ系の画像を1つの撮像素子上に結像し、少なくとも
この得られた内視鏡画像を用いた画像処理により計測を
行うもので、光学アダプタの光学データを記録した記録
媒体から情報を読み込む処理と、内視鏡本体の撮像系の
位置誤差を基に光学データを補正する処理と、補正した
光学データを基に計測する画像を座標変換する処理と、
座標変換された2つの画像を基に2画像のマッチングに
より任意の点の3次元座標を求める処理と、を行う計測
処理手段を有して構成されている
上記構成の計測内視鏡装置においては、前記光学アダプ
タを介して撮像素子により取り込まれた被検物(被写
体)の2つの画像を座標変換して求めた2つの画像情報
を基に、2画像のマッチングにより被検物上の任意の点
の3次元座標を求める。これにより、安価でしかも計測
精度の優れた計測内視鏡装置の実現を可能にしている。In the former measuring endoscope apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-248806, an optical adapter having two optical systems necessary for imaging an object to be measured and measuring the endoscope body is provided. Is detachably provided, images of two lens systems in the optical adapter are formed on one image sensor, and measurement is performed by at least image processing using the obtained endoscopic image. The process of reading information from the recording medium in which the optical data is recorded, the process of correcting the optical data based on the position error of the imaging system of the endoscope body, and the coordinate conversion of the image to be measured based on the corrected optical data Processing and
In the measurement endoscope apparatus having the above-described configuration, the measurement endoscope apparatus is configured to have a measurement processing unit that performs a process of obtaining three-dimensional coordinates of an arbitrary point by matching two images based on the two coordinate-converted images. , Based on two image information obtained by coordinate conversion of two images of the object (subject) captured by the image sensor through the optical adapter, by matching the two images, an arbitrary image on the object is detected. Find the three-dimensional coordinates of a point. As a result, it is possible to realize a measurement endoscope device that is inexpensive and has excellent measurement accuracy.
【0005】一方、後者の特願2000−101122
号に記載の計測内視鏡装置は、内視鏡先端部に設けられ
た接続部と、前記接続部に着脱可能な被写体像を撮像素
子に結像させる複数種の光学アダプタと、前記光学アダ
プタの1つを接続し、前記撮像素子の画像信号を画像処
理により計測を行う計測内視鏡装置において、前記複数
の光学アダプタに予め関係付けられた表示データにて、
選択操作するメニュー表示処理と、前記メニュー表示処
理による選択結果に基づいて、計測処理を行う計測処理
手段とを有して構成されている。On the other hand, the latter Japanese Patent Application No. 2000-101122.
The measuring endoscope apparatus described in No. 1 is a connection unit provided at the distal end of the endoscope, a plurality of types of optical adapters that form a subject image detachable on the connection unit on an image sensor, and the optical adapter. In the measurement endoscopic device that connects one of the plurality of optical adapters to each other and measures the image signal of the image sensor by image processing,
It is configured to include a menu display process for performing a selection operation, and a measurement processing unit that performs a measurement process based on a selection result of the menu display process.
【0006】上記構成の計測内視鏡装置においては、前
記メニュー上で光学アダプタを選択すると、その光学ア
ダプタに対応した計測方法が自動的に選択され、計測を
実行する場合は内視鏡操作部に設けた計測実行スイッチ
を押下するのみで、前記選択された計測方法に対応した
計測処理を実行させることが可能となる。In the measuring endoscope apparatus having the above structure, when an optical adapter is selected on the menu, the measuring method corresponding to the optical adapter is automatically selected, and when the measurement is executed, the endoscope operating section is selected. It is possible to execute the measurement process corresponding to the selected measurement method simply by pressing the measurement execution switch provided on the.
【0007】また、上記公報にある実施例の中で複数の
光学アダプタそれぞれについて計測環境の設定処理を行
なった結果を外部記憶媒体であるコンパクトフラッシュ
(R)メモリカードに計測環境データとして保存してお
き、前記メニュー上で適切な光学アダプタを選択するこ
とで該当する光学アダプタに合った前記計測環境データ
が使用される構成が開示されている。In addition, in the embodiment disclosed in the above publication, the result of setting the measurement environment for each of the plurality of optical adapters is saved as measurement environment data in a compact flash (R) memory card which is an external storage medium. Every time, by selecting an appropriate optical adapter on the menu, the configuration in which the measurement environment data suitable for the corresponding optical adapter is used is disclosed.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】通常、計測画像は、ビ
デオ内視鏡本体、対物レンズを有する計測用光学アダプ
ター、ビデオ内視鏡から出力される信号をTV信号に変
換するためのカメラコントロールユニツト(CCU)、
TV信号をデジタル信号に変換して記録するための記録
装置の種類あるいは個体の違いによって画像の写り具合
の特性が変化する。このために、計測内視鏡装置の設定
を、計測画像を撮影したときのそれぞの装置の組み合わ
せに適した状態になるようにさまざまな補正 (キャリ
ブレーション処理)を行なわなければ、正しく計測を行
うことができない。Generally, the measurement image is a video endoscope body, a measurement optical adapter having an objective lens, and a camera control unit for converting a signal output from the video endoscope into a TV signal. (CCU),
The characteristics of the image appearance change depending on the type or individual difference of the recording device for converting the TV signal into a digital signal and recording it. For this reason, if the various settings (calibration processing) are not performed so that the setting of the measurement endoscope device is in a state suitable for the combination of each device when the measurement image is taken, the measurement will be performed correctly. I can't do it.
【0009】また、最近では、さまざまな計測の用途に
合うように、内視鏡本体、光学アダプタやCCUなどの
種類も増えてきたのに伴って、さまざまな装置の組み合
わせ(計測環境)で記録された計測画像で再計測を行な
う機会が増えてきている。Further, recently, as the number of types of endoscope main bodies, optical adapters, CCUs, etc. has increased in order to suit various measurement applications, recording is carried out by combining various devices (measurement environment). Opportunities to re-measure with the measured images are increasing.
【0010】しかしながら、従来の装置では、ビデオ内
視鏡本体の光学系を含めた光学アダプタの光学特性を補
正した補正画像を表示する機能がないので、このような
装置で被写体を撮影すると、実際には直線部分の場所
が、画像上では幾何学的歪みによって湾曲して表示され
る。However, the conventional device does not have a function of displaying a corrected image in which the optical characteristics of the optical adapter including the optical system of the video endoscope main body are corrected, and therefore, when a subject is photographed by such a device, In the image, the location of the straight line portion is curved and displayed on the image due to the geometric distortion.
【0011】そして、この画像でこの直線部分を計測し
た場合、表示される計測線は、単純に両端の点を結んだ
直線でこの画像上に表示されていたので、湾曲して表示
される被写体上には計測線が重ならないので、検査者は
計測した場所や長さを正しく認識することが困難であっ
た。When this straight line portion is measured in this image, the displayed measurement line is simply a straight line connecting the points at both ends and is displayed on this image. Since the measurement lines do not overlap on the top, it was difficult for the inspector to correctly recognize the measurement location and length.
【0012】また、計測においては補正画像上で計算し
なければ正確な値を算出することができないので、基準
線や基準面からの垂直距離を計測した場合、従来は、基
準線や基準面との交点が幾何学的歪みを考慮して表示す
る機能が無かったために、これらの垂直距離の位置を表
示していなかったり、または、擬似的な座標で表示して
いたので、検査者は計測した長さを正しく認識すること
ができなかった。Further, in the measurement, an accurate value cannot be calculated unless it is calculated on the corrected image. Therefore, when the vertical distance from the reference line or the reference plane is measured, conventionally, the reference line and the reference plane are not Since there was no function to display the intersection point in consideration of geometric distortion, the position of these vertical distances was not displayed, or it was displayed in pseudo coordinates, so the inspector measured it. I could not recognize the length correctly.
【0013】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、本装置で計測を行なう場合に表示する計測線を
幾何学的歪みを考慮して幾何学的歪みを補正していない
元画像上に表示するようにすることで、補正画像を表示
する機能は設けずに、比較的簡単な処理で、検査者が計
測した位置と長さを正しく認識しやすくすることのでき
る計測内視鏡装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and the original image in which the geometric distortion is not corrected in consideration of the geometric distortion of the measurement line displayed when the measurement is performed by the present apparatus. By displaying it above, a measurement endoscope that does not have a function of displaying a corrected image and can relatively easily recognize the position and length measured by the inspector by a relatively simple process. The purpose is to provide a device.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の計測内視鏡装置
は、内視鏡先端部に設けられた接続部と、前記接続部に
着脱可能な被写体像を撮像素子に結合させる複数種類の
光学アダプタと、前記光学アダプタの一つを接続し、前
記撮像素子の画像信号を画像処理によって計測を行なう
処理と、前記複数の光学アダプタを用いて計測環境の設
定を行なうことで作成された計測環境データを複数保存
および管理できる手段と、前記複数の計測環境データを
表示する手段と、前記表示手段から計測環境データを選
択して計測処理を行なう手段と、脱着自在な記録媒体に
計測画像を記録する手段と、既に記録媒体に記録されて
いる計測画像を選択して計測処理を実行させることがで
きる手段と、光学アダプタの光学特性や被写体を撮影し
たときに使用した機器の種類などを示す情報を計測画像
に記録する手段とを具備している計測内視鏡において、
計測を行うときに表示される計側線が光学特性による幾
何学的歪みを補正した状態で計測画像上に表示される手
段を備えて構成される。A measuring endoscope apparatus according to the present invention comprises a connecting portion provided at a distal end portion of the endoscope and a plurality of types of connecting a subject image detachable from the connecting portion to an image pickup device. An optical adapter is connected to one of the optical adapters, a process of measuring an image signal of the image sensor by image processing, and a measurement created by setting a measurement environment using the plurality of optical adapters A means for storing and managing a plurality of environment data, a means for displaying the plurality of measurement environment data, a means for performing measurement processing by selecting the measurement environment data from the display means, and a measurement image on a removable recording medium. A means for recording, a means for selecting a measurement image already recorded on the recording medium and executing the measurement processing, and the optical characteristics of the optical adapter and the one used when the subject was photographed The measuring endoscope information indicating vessel type and is provided with a means for recording the measurement image,
The measuring side line displayed when performing the measurement is configured to have a means for displaying on the measurement image in a state where the geometrical distortion due to the optical characteristics is corrected.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0016】図1ないし図19は本発明の一実施の形態
に係わり、図1は計測内視鏡装置のシステム構成を示す
斜視図、図2は図1の計測内視鏡装置の電気的回路構成
を示すブロック図、図3は図1のリモートコントローラ
の構成を示す斜視図、図4はステレオ計測アダプタを付
けた図1の内視鏡挿入部の内視鏡先端部の構成を示す斜
視図、図5は図4のA−A線断面図、図6は図4のステ
レオ計測アダプタを付けた内視鏡画像を示す図、図7は
図4のステレオ計測アダプタのマスク形状の画像を示す
図、図8は図1の計測内視鏡装置での計測環境の設定を
説明するための元画像と補正画像の関係を示す図、図9
は図5の内視鏡画像において計測可能な左右の視野領域
が切り出されて表示されているステレオ計測画面の一例
を示す図、図10は通常光学アダプタを付けた図1の内
視鏡挿入部の内視鏡先端部の構成を示す斜視図、図11
は図10のA−A線断面図、図12は図10の通常光学
アダプタを付けた内視鏡画像を示す図、図13は図1の
LCDに表示された光学アダプタの選択画面の一例を示
す図、図14は図1の装置の特徴となる計測を実行する
までの制御動作例を示すフローチャート、図15は二点
間距離や基準線からの垂直距離を計測するときに指定す
る点の位置の例を示す図、図16は二点間距離を計測す
るときの制御動作例を示すフローチャート、図17は計
測線を元画像上に表示する手法を説明するための各点の
位置関係を示す図、図18は計側線を元画像上に表示す
る制御動作例を示すフローチャート、図19は基準線か
らの垂直距離を計測するときの制御動作例を示すフロー
チャートである。1 to 19 relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing a system configuration of a measuring endoscope apparatus, and FIG. 2 is an electric circuit of the measuring endoscope apparatus of FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration, FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the remote controller of FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the endoscope tip portion of the endoscope insertion part of FIG. 1 with a stereo measurement adapter attached. 5, FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 4, FIG. 6 is a view showing an endoscopic image with the stereo measurement adapter of FIG. 4, and FIG. 7 is an image of a mask shape of the stereo measurement adapter of FIG. 9A and 9B are diagrams showing the relationship between the original image and the corrected image for explaining the setting of the measurement environment in the measurement endoscope apparatus of FIG.
Is a diagram showing an example of a stereo measurement screen in which the measurable left and right visual field regions are cut out and displayed in the endoscopic image of FIG. 5, and FIG. 10 is an endoscope insertion part of FIG. 1 with a normal optical adapter attached. 11 is a perspective view showing the configuration of the distal end portion of the endoscope of FIG.
10 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 10, FIG. 12 is a view showing an endoscopic image with the normal optical adapter of FIG. 10, and FIG. 13 is an example of an optical adapter selection screen displayed on the LCD of FIG. FIG. 14 is a flowchart showing an example of control operation until the measurement which is a characteristic of the apparatus of FIG. 1 is executed, and FIG. 15 is a flow chart showing points specified when measuring a distance between two points or a vertical distance from a reference line. FIG. 16 is a diagram showing an example of a position, FIG. 16 is a flowchart showing an example of control operation when measuring a distance between two points, and FIG. 17 is a positional relationship of each point for explaining a method of displaying a measurement line on an original image. FIG. 18 is a flowchart showing an example of control operation for displaying the meter side line on the original image, and FIG. 19 is a flowchart showing an example of control operation when measuring the vertical distance from the reference line.
【0017】(構成)本実施の形態の計測内視鏡装置1
0のシステム構成を説明すると、該計測内視鏡装置10
は、図1に示すように、撮像素子を内蔵し複数のステレ
オ計測用光学アダプタと通常計測用光学アダプタを着脱
自在に構成された内視鏡挿入部11と、該内視鏡挿入部
11を収納するコントロールユニット12と、該計測内
視鏡装置10のシステム全体の各種動作制御を実行する
のに必要な操作を行うリモートコントローラ13と、内
視鏡画像、あるいは操作制御内容(例えば処理メニュ
ー)等の表示を行う液晶モニタ(以下、LCDと記載)
14と、通常の内視鏡画像、あるいはその内視鏡画像を
擬似的にステレオ画像として立体視可能なフェイスマウ
ントディスプレイ(以下、FMDと記載)17及び該F
MD17に画像データを供給するFMDアダプタ18と
を含んで構成されている。(Structure) Measuring endoscope apparatus 1 of the present embodiment
The system configuration of No. 0 will be described.
As shown in FIG. 1, an endoscope insertion section 11 in which a plurality of stereo measurement optical adapters and a normal measurement optical adapter are detachably attached and which has an image pickup element incorporated therein, and the endoscope insertion section 11 are A control unit 12 to be housed, a remote controller 13 that performs operations necessary to execute various operation controls of the entire system of the measurement endoscope apparatus 10, an endoscope image, or operation control content (for example, a processing menu). LCD monitor (hereinafter referred to as LCD)
14, a normal endoscope image, or a face-mounted display (hereinafter, referred to as FMD) 17 capable of stereoscopically viewing the endoscopic image as a pseudo stereo image and the F
The FMD adapter 18 that supplies image data to the MD 17 is included.
【0018】さらに図2を参照しながら該装置のシステ
ム構成を詳細に説明する。図2に示すように、前記内視
鏡挿入部11は、内視鏡ユニット24に接続され、この
内視鏡ユニット24は、例えば図1に示すようにコント
ロールユニット12内に搭載される。この内視鏡ユニッ
ト24は、図示はしないが撮像時に必要な照明光を得る
ための光源装置と、前記内視鏡挿入部11を電気的に自
在に湾曲させるための電動湾曲装置とを含んで構成され
ている。Further, the system configuration of the apparatus will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the endoscope insertion portion 11 is connected to an endoscope unit 24, and the endoscope unit 24 is mounted in the control unit 12 as shown in FIG. 1, for example. The endoscope unit 24 includes a light source device (not shown) for obtaining illumination light necessary for imaging, and an electric bending device for electrically bending the endoscope insertion portion 11 freely. It is configured.
【0019】内視鏡挿入部先端の固体撮像素子43(図
5参照)からの撮像信号は、カメラコントロールユニッ
ト(以下、CCUと記載)25に入力される。該CCU
25は、供給された撮像信号をNTSC信号等の映像信
号に変換し、前記コントロールユニット12内の主要処
理回路群へと供給する。An image pickup signal from the solid-state image pickup device 43 (see FIG. 5) at the tip of the endoscope insertion portion is input to a camera control unit (hereinafter referred to as CCU) 25. The CCU
Reference numeral 25 converts the supplied image pickup signal into a video signal such as an NTSC signal and supplies it to a main processing circuit group in the control unit 12.
【0020】前記コントロールユニット12内に搭載さ
れた主要回路群は、例えば図2に示すように、主要プロ
グラムに基づき各種機能を実行し動作させるように制御
を行うCPU26,ROM27,RAM28,PCカー
ドインターフェイス(以下、PCカードI/Fと記載)
30,USBインターフェイス(以下、USBI/Fと
記載)31,RS−232Cインターフェイス(以下、
RS−232CI/Fと記載)29,音声信号処理回路
32及び映像信号処理回路33とを含んで構成されてい
る。The main circuit group mounted in the control unit 12 is, for example, as shown in FIG. 2, a CPU 26, a ROM 27, a RAM 28, and a PC card interface for controlling to execute and operate various functions based on a main program. (Hereafter, described as PC card I / F)
30, USB interface (hereinafter, referred to as USB I / F) 31, RS-232C interface (hereinafter,
RS-232C I / F) 29, an audio signal processing circuit 32, and a video signal processing circuit 33.
【0021】前記RS−232CI/F29は、CCU
25,内視鏡ユニット24及びリモートコントローラ1
3にそれぞれ接続され、CCU25,内視鏡ユニット2
4の制御及び、動作指示を行うリモートコントローラ1
3による操作に基づく動作制御するのに必要な通信をそ
れぞれ行うためのものである。The RS-232C I / F 29 is a CCU.
25, endoscope unit 24 and remote controller 1
3 are respectively connected to the CCU 25 and the endoscope unit 2
Remote controller 1 for controlling 4 and giving operation instructions
It is for performing communication required for controlling the operation based on the operation of 3.
【0022】前記USBI/F21は、該コントロール
ユニット12とパーソナルコンピュータ21とを電気的
に接続するためのインターフェイスであり、該USBI
/F21を介して接続した場合には、パーソナルコンピ
ュータ21側でもコントロールユニット12における内
視鏡画像の表示指示や計測時における画像処理等の各種
の指示制御を行うことが可能であり、またコントロール
ユニット12,パーソナルコンピュータ21間とで各種
の処理に必要な制御情報やデータ等の入出力を行うこと
が可能である。The USB I / F 21 is an interface for electrically connecting the control unit 12 and the personal computer 21.
When connected via the / F21, the personal computer 21 side can also perform various instruction controls such as an instruction to display an endoscopic image in the control unit 12 and image processing during measurement. It is possible to input / output control information, data, etc. required for various processes between the personal computer 21 and the personal computer 21.
【0023】また、前記PCカードI/F30は、PC
MCIAメモリカード22及びコンパクトフラッシュ
(R)メモリカード23が着脱自由に接続されるように
なっている。つまり、上記いずれかのメモリカードが装
着された場合には、CPU26による制御によって、記
録媒体としてのメモリーカードに記憶された制御処理情
報や画像情報等のデータを再生し、該PCカードI/F
30を介してコントロールユニット内に取り込むことが
でき、あるいは制御処理情報や画像情報等のデータを該
PCカードI/F30を介してメモリカードに供給して
記録することができる。The PC card I / F 30 is a PC
The MCIA memory card 22 and the compact flash (R) memory card 23 are detachably connected. That is, when any one of the above memory cards is installed, the data such as the control processing information and the image information stored in the memory card as the recording medium is reproduced by the control of the CPU 26, and the PC card I / F
Data can be loaded into the control unit via the control unit 30, or data such as control processing information and image information can be supplied to the memory card via the PC card I / F 30 and recorded.
【0024】前記映像信号処理回路33は、CCU25
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ように、CCU
25からの映像信号とCPU26の制御により生成され
る操作メニューに基づく表示信号とを合成処理し、さら
にLCD14の画面上に表示するのに必要な処理を施し
てLCD14に供給することにより、内視鏡画像と操作
メニューとの合成画像がLCD14に表示される。な
お、映像信号処理回路33では、単に内視鏡画像、ある
いは操作メニュー等の画像を単独で表示するための処理
を行うことも可能である。The video signal processing circuit 33 includes a CCU 25
To display a composite image that combines the endoscopic image supplied from
The image signal from 25 and the display signal based on the operation menu generated by the control of the CPU 26 are combined, and further processed to be displayed on the screen of the LCD 14 and supplied to the LCD 14, thereby providing an internal view. A composite image of the mirror image and the operation menu is displayed on the LCD 14. Note that the video signal processing circuit 33 can also simply perform processing for displaying an endoscopic image or an image such as an operation menu alone.
【0025】前記音声信号処理回路32は、マイク20
により集音されて生成され、メモリカード等の記録媒体
に記録する音声信号、あるいはメモリカード等の記録媒
体の再生によって得られた音声信号が供給され、供給さ
れた音声信号に再生するのに必要な処理(増幅処理等)
を施し、スピーカ19に出力する。これにより、スピー
カ19によって音声信号が再生される。The audio signal processing circuit 32 includes the microphone 20.
It is necessary to play back to the supplied audio signal by supplying the audio signal that is collected and generated by the audio signal to be recorded in the recording medium such as the memory card or the audio signal obtained by reproducing the recording medium such as the memory card. Processing (amplification processing, etc.)
And outputs to the speaker 19. As a result, the speaker 19 reproduces the audio signal.
【0026】前記CPU26は、ROM27に格納され
ているプログラムを実行し、目的に応じた処理を行うよ
うに各種の回路部を制御してシステム全体の動作制御を
行う。The CPU 26 executes a program stored in the ROM 27, controls various circuit parts so as to perform processing according to the purpose, and controls the operation of the entire system.
【0027】次に、図3を参照しながらリモートコント
ローラ13の構成とその操作に基づくCPU26のプロ
グラム動作制御例を説明する。Next, the configuration of the remote controller 13 and an example of program operation control of the CPU 26 based on its operation will be described with reference to FIG.
【0028】本実施の形態の計測内視鏡装置10に用い
られるリモートコントローラ13は、計測時等の使用時
における操作性をより向上させるための改良がなされて
いる。The remote controller 13 used in the measuring endoscope apparatus 10 of the present embodiment has been improved to further improve the operability during use such as during measurement.
【0029】リモートコントローラ13は、図3に示す
ようにジョイスティック47,レバースイッチ48,フ
リーズスイッチ49,ストアースイッチ50及び計測実
行スイッチ51を少なくとも上面に併設して構成され、
つまり、使用者にとって操作し易い配置形態が採用され
ている。上記構成のリモートコントローラ13におい
て、ジョイスティック47は内視鏡先端部の湾曲動作を
行うスイッチであり、360度のいずれの方向に自在に
操作指示を与えることが可能である。また、レバースイ
ッチ48は、グラフィック表示される各種メニュー操作
や計測を行う場合のポインター操作を行うためのスイッ
チであり、前記ジョイスティックスイッチ47と略同形
状に構成されたものである。フリーズスイッチ49は、
LCD14に表示された内視鏡動画画像を静止画像とし
て表示する際に用いられるスイッチである。ストアース
イッチ50は、前記フリーズスイッチ49の押下によっ
て静止画像を表示した場合に、該静止画像をPCMCI
Aメモリカード22(図2参照)に記録する場合に用い
られるスイッチである。また、計測実行スイッチ51
は、計測ソフトを実行する際に用いられるスイッチであ
る。As shown in FIG. 3, the remote controller 13 has a joystick 47, a lever switch 48, a freeze switch 49, a store switch 50, and a measurement execution switch 51 provided on at least the upper surface thereof.
In other words, the arrangement is adopted that is easy for the user to operate. In the remote controller 13 having the above structure, the joystick 47 is a switch for bending the distal end portion of the endoscope, and can freely give an operation instruction in any direction of 360 degrees. The lever switch 48 is a switch for performing various graphically displayed menu operations and a pointer operation for performing measurement, and is configured in substantially the same shape as the joystick switch 47. Freeze switch 49
It is a switch used when displaying the moving image of the endoscope displayed on the LCD 14 as a still image. The store switch 50 displays the still image when the still image is displayed by pressing the freeze switch 49.
A switch used when recording on the A memory card 22 (see FIG. 2). In addition, the measurement execution switch 51
Is a switch used when executing the measurement software.
【0030】なお、前記フリーズスイッチ49,ストア
ースイッチ50及び計測実行スイッチ51は、例えばオ
ン/オフの押下式を採用して構成されている。また、前
記レバースイッチ48には、上記以外の機能を割り当て
ることも可能である。The freeze switch 49, the store switch 50, and the measurement execution switch 51 are constructed by, for example, an ON / OFF push-down type. Further, the lever switch 48 may be assigned with a function other than the above.
【0031】例えば、レバースイッチ48を右に倒すと
画像のズームUP機能、レバーを左に倒すとズームDO
WN機能を実行することができるようにこれらの機能を
該レバースイッチ48に割り当てて構成しても良い。ま
た、通常、ズーム画像で計測を行った場合は画像の倍率
が変化しているため正しく計測できない。このような場
合は、前記計測実行スイッチ51を押下すると、CPU
26はこの操作信号を受け、瞬時ズーム機能を解除し
て、画像をフリーズしてから計測を実行するように制御
する。なお、これ以外の方法としては、ズーム倍率を考
慮して画像のまま計測できるように制御するようにして
も良い。For example, if the lever switch 48 is tilted to the right, the zoom-up function of the image will be displayed.
These functions may be assigned to the lever switch 48 so that the WN function can be executed. In addition, when the measurement is performed on a zoom image, the magnification of the image is usually changed, and thus the measurement cannot be performed correctly. In such a case, when the measurement execution switch 51 is pressed, the CPU
26 receives the operation signal, releases the instantaneous zoom function, freezes the image, and then controls the measurement. As a method other than this, control may be performed so that the image can be measured as it is in consideration of the zoom magnification.
【0032】次に、本実施の形態の計測内視鏡装置10
に用いられるステレオ計測アダプタの構成を図4ないし
図6を参照しながら説明する。Next, the measurement endoscope apparatus 10 of the present embodiment
The configuration of the stereo measurement adapter used in the above will be described with reference to FIGS.
【0033】図4及び図5はステレオ計測アダプタ37
を内視鏡先端部39に取り付けた状態を示しており、該
ステレオ計測アダプタ37は、固定リング38の雌ねじ
53により内視鏡先端部39の雄ねじ54と螺合するこ
とによって固定されるようになっている。4 and 5 show a stereo measurement adapter 37.
Is attached to the endoscope tip 39, and the stereo measurement adapter 37 is fixed by screwing the female thread 53 of the fixing ring 38 with the male thread 54 of the endoscope tip 39. Has become.
【0034】また、ステレオ計測アダプタ37の先端に
は、一対の照明レンズ36と2つの対物レンズ34,対
物レンズ35が設けられている。2つの対物レンズ3
4,35は、内視鏡先端部39内に配設された撮像素子
43上に2つの画像を結像する。この得られた撮像信号
は、電気的に接続された信号線43a,内視鏡ユニット
24を介してCCU25に供給され、該CCU25によ
り映像信号に変換された後に映像信号処理回路33に供
給されることにより、その結果、例えば図6に示すよう
な画像がLCD14に表示される。A pair of illumination lenses 36, two objective lenses 34, and an objective lens 35 are provided at the tip of the stereo measurement adapter 37. Two objective lenses 3
The reference numerals 4 and 35 form two images on the image pickup device 43 arranged in the endoscope distal end portion 39. The obtained image pickup signal is supplied to the CCU 25 through the electrically connected signal line 43a and the endoscope unit 24, converted into a video signal by the CCU 25, and then supplied to the video signal processing circuit 33. As a result, for example, an image as shown in FIG. 6 is displayed on the LCD 14.
【0035】本実施の形態の計測内視鏡10は、ステレ
オ計測を行う場合、図7に示すような白い被写体を撮影
した内視鏡画像を用い、さらに例えばステレオ計測アダ
プタ37の光学データを記録した記録媒体(例えばコン
パクトフラッシュ(R)メモリカード)から取り込まれ
た光学データに基づいて被計測物のステレオ計測処理を
行う。When performing stereo measurement, the measurement endoscope 10 of the present embodiment uses an endoscopic image of a white subject as shown in FIG. 7, and further records optical data of the stereo measurement adapter 37, for example. The stereo measurement processing of the object to be measured is performed based on the optical data taken from the recording medium (for example, CompactFlash (R) memory card).
【0036】ここで、本計測内視鏡装置10では、実際
にステレオ計測を行う前に計測環境の設定を行い、計測
ができる準備を行っておく必要があるので、実際に計測
を行う動作の説明の前に、計測環境の設定について説明
する。Here, in this measurement endoscope apparatus 10, it is necessary to set the measurement environment and prepare for the measurement before actually performing the stereo measurement. Before the description, the setting of the measurement environment will be described.
【0037】ステレオ計測アダプタは、特開平10−2
48806号公報で示されているように、種類が同じで
もその個体によって光学特性が異なっているので、その
生産工程で光学データが測定される。この光学データに
は、以下の情報が含まれている。A stereo measurement adapter is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-2.
As shown in Japanese Patent No. 48806, even if the type is the same, the optical characteristics differ depending on the individual, so that optical data is measured in the production process. The optical data includes the following information.
【0038】a)2つの光学系の幾何学的歪み補正式
b)2つのレンズ系の焦点距離
c)2つのレンズの光軸間の距離およびこれらの光軸の
位置座標
d)データ測定で使用した内視鏡とこの光学アダプタと
の組み合わせにおける取り付け具合の位置情報
上記d)の位置情報とは、データ測定で使用した内視鏡
とこの光学アダプタとの組み合わせで図7のような白い
被写体(白い紙など)を撮影した内視鏡画像から、2つ
の視野領域の位置座標や傾き角の情報のことである。A) Geometrical distortion correction equation of two optical systems b) Focal length of two lens systems c) Distance between optical axes of two lenses and position coordinates of these optical axes d) Used for data measurement The positional information of the attachment state in the combination of the endoscope and the optical adapter described above is the positional information of d) above, and the white object as shown in FIG. 7 is obtained by combining the endoscope used in the data measurement and the optical adapter. It is the information of the position coordinates and the tilt angle of two visual field regions from an endoscopic image obtained by photographing a white paper or the like.
【0039】上記の光学データ採りを行った後のステレ
オ計測アダプタは、内視鏡挿入部に取付けられ、内視鏡
装置10において、次に示す処理を行って計測環境の設
定を行う。The stereo measurement adapter after taking the above optical data is attached to the endoscope insertion portion, and the endoscope apparatus 10 performs the following processing to set the measurement environment.
【0040】1)ステレオ計測アダプタの光学データが
記録された記録媒体を計測内視鏡装置に装着し、このデ
ータを読み込む。1) A recording medium in which the optical data of the stereo measurement adapter is recorded is attached to the measurement endoscope device, and this data is read.
【0041】2)光学アダプタを実際に使用する内視鏡
挿入部11に取り付けて、図7に示すような白い被写体
を撮影し、その取り付け具合の位置情報を求める。ここ
で求める位置情報は、光学データの中に含まれる位置情
報と同様の内容である。2) The optical adapter is attached to the endoscope insertion portion 11 which is actually used, a white subject as shown in FIG. 7 is photographed, and position information on the attachment is obtained. The position information obtained here has the same contents as the position information included in the optical data.
【0042】3)この光学データの中にある位置情報
と、上記2)で求めた位置情報を比較して、記録媒体に
記録されている光学データのうちのa)とc)の情報
を、実際に使用する内視鏡に適したデータに補正する。
具体的には、各座標に関する回転補正を行う。3) The position information contained in this optical data is compared with the position information obtained in 2) above, and the information of a) and c) of the optical data recorded on the recording medium is calculated as follows. Correct the data to suit the endoscope actually used.
Specifically, rotation correction for each coordinate is performed.
【0043】4)生産工程のデータ測定時に使用したC
CUやビデオキャプチャー回路の特性が、実際に計測で
使用する計測内視鏡装置の特性と異なり、画像の拡大率
が装置の種類によって異なる場合もある。この場合に
は、それらの特性の違いをあらかじめ検証しておき、そ
の拡大率に合うように記録媒体に記録されている光学デ
ータを補正する。4) C used when measuring data in the production process
The characteristics of the CU and the video capture circuit may differ from the characteristics of the measurement endoscope device actually used for measurement, and the image enlargement ratio may differ depending on the type of the device. In this case, the difference in these characteristics is verified in advance, and the optical data recorded on the recording medium is corrected to match the enlargement ratio.
【0044】5)上記までの処理で求まった補正後の光
学データを、計測環境の設定で用いる校正データとす
る。5) The corrected optical data obtained by the above processing is used as the calibration data used for setting the measurement environment.
【0045】6)上記校正データを用いて、本内視鏡装
置に対する幾何学的歪み補正を行うための変換テーブル
を作成する。6) Using the above calibration data, a conversion table for geometrical distortion correction for the present endoscope apparatus is created.
【0046】7)補正画像上の座標に対する補正前の元
画像上の座標を求めるための逆変換テーブルを作成す
る。7) An inverse conversion table is created for obtaining the coordinates on the original image before correction with respect to the coordinates on the corrected image.
【0047】8)上記5)で示す校正データと上記6)
で求めた変換テーブルと上記7)で求めた逆変換テーブ
ル、および機器の種類を示す計測環境情報とを合わせて
計測環境データとして、装置内に保存しておくために例
えばコンパクトフラツシュカード23に記録する。8) The calibration data shown in 5) above and 6) above
The conversion table obtained in step 7), the inverse conversion table obtained in 7) above, and the measurement environment information indicating the type of device are combined and recorded as measurement environment data in, for example, a compact flash card 23. To do.
【0048】以上が、計測環境の設定に関する処理であ
る。次に、上記3)で示した回転補正について、式で説
明する。The above is the processing relating to the setting of the measurement environment. Next, the rotation correction shown in 3) above will be described using an equation.
【0049】回転補正前の幾何学的歪み補正式が、以下
の関係式であったとする。It is assumed that the geometric distortion correction expression before the rotation correction is the following relational expression.
【0050】
x’=fx(x,y), y’=fy(x,y)・・・(1)
(x’,y’):幾何学的歪み補正後の座標
(x,y):幾何学的歪み補正前の画像上における任意
の座標(元画像上の座標)
fx(x,y):補正前の元画像上の座標(x,y)を
補正後のx座標に変換する関数
fy(x,y):補正前の元画像上の座標(x,y)を
補正後のy座標に変換する関数
補正前の光学データの中にある位置情報と、実際に使用
する内視鏡とに関する位置情報を比較した時、その差を
示す回転マトリックスがAであらわされたとすると、補
正後の幾何学的歪み補正式は以下のようになる。X ′ = fx (x, y), y ′ = fy (x, y) (1) (x ′, y ′): Coordinates (x, y) after geometric distortion correction: Arbitrary coordinates on the image before geometrical distortion correction (coordinates on the original image) fx (x, y): Function that converts the coordinates (x, y) on the original image before correction to the corrected x coordinate fy (x, y): a function for converting the coordinates (x, y) on the original image before correction to the corrected y coordinates, and the position information in the optical data before correction and the endoscope actually used If the rotation matrix indicating the difference is represented by A when the position information regarding and is compared, the geometric distortion correction equation after correction is as follows.
【0051】
(x”,y”)=A・(x’,y’)十(a,b)・・・(2)
(x”,y”):回転補正を含んだ幾何学的歪み補正後
の座標(補正画像上の座標)
(x’,y’):幾何学的歪み補正後の座標
(a,b):x方向およびy方向の位置ずれ量
また、式(1)を式(2)に代入して行列式を展開する
と、以下のように表すことができる。この関係を図8に
示す。(X ″, y ″) = A · (x ′, y ′) + 10 (a, b) (2) (x ″, y ″): geometric distortion correction including rotation correction Post-coordinates (coordinates on the corrected image) (x ', y'): Coordinates after geometrical distortion correction (a, b): misregistration amount in the x-direction and the y-direction. By substituting into 2) and expanding the determinant, it can be expressed as follows. This relationship is shown in FIG.
【0052】
x”=fx’(x,y), y”=fy’(x,y)・・・(3)
(x”,y”):回転補正を含んだ幾何学的歪み補正後
の座標(補正画像上の座標)
(x,y):幾何学的歪み補正や回転補正前の画像上に
おける任意の座標(元画像上の座標)
fx’(x,y):元画像上の座標(x,y)を幾何学
的歪み補正と回転補正を行って補正画像上のx座標を求
める関数
fy’(x,y):元画像上の座標(x,y)を幾何学
的歪み補正と回転補正を行って補正画像上のy座標を求
める関数
光軸の位置座標においても、回転マトリックスAと位置
ずれ量(a,b)を使って、上記と同様な関係式で示す
ことができる。X ″ = fx ′ (x, y), y ″ = fy ′ (x, y) (3) (x ″, y ″): after geometric distortion correction including rotation correction Coordinates (coordinates on the corrected image) (x, y): Arbitrary coordinates on the image before geometric distortion correction or rotation correction (coordinates on the original image) fx '(x, y): Coordinates on the original image Function fy ′ (x, y) for obtaining the x-coordinate on the corrected image by performing geometric distortion correction and rotation correction on (x, y): Geometric distortion correction on the coordinate (x, y) on the original image Also, in the position coordinate of the optical axis that performs the rotation correction to obtain the y coordinate on the corrected image, the rotation matrix A and the position shift amount (a, b) can be used to show the same relational expression as above. .
【0053】上記7)で求める逆変換テーブルを求める
には、変換テーブルを作成するときに同時に作成する。In order to obtain the inverse conversion table obtained in 7) above, it is created at the same time when the conversion table is created.
【0054】つまり、式(3)を使用して元画像上の座
標を補正画像上の座標に変換したとき、補正画像上の座
標に1対1で対応した逆変換テーブルの中の(x”,
y”)の座標に対応した場所に、元画像上の座標(x,
y)を保存する。That is, when the coordinates on the original image are converted to the coordinates on the corrected image using the equation (3), (x "in the inverse conversion table corresponding to the coordinates on the corrected image in a one-to-one correspondence. ,
y ") at the location corresponding to the coordinates (x,
Save y).
【0055】ここで、式(3)で変換した座標は、通常
は実数で求められるので、この値が逆変換テーブルに合
うように整数化する必要がある。Since the coordinates converted by the equation (3) are normally obtained by real numbers, it is necessary to convert them into integers so that the values match the inverse conversion table.
【0056】また、元画像上の座標を変換式にて補正画
像上の座標に変換しているので、逆変換テープルの中に
元画像上の値が直接入らない個所が出てくるが、このよ
うな場合は、隣り合う近傍点で補間することで、逆変換
テーブル内の全ての場所に適当な元画像上の座標が入る
ようにする。Further, since the coordinates on the original image are converted into the coordinates on the corrected image by the conversion formula, there are places in the inverse conversion table where the values on the original image do not directly enter. In such a case, interpolation is performed at adjacent neighboring points so that appropriate coordinates on the original image can be entered at all locations in the inverse conversion table.
【0057】なお、変換式(1)に対する逆変換式があ
らかじめ定められていたり、または、変換式(1)から
式変換によって逆変換式を求められるときは、この逆変
換式を用いて直接逆変換テーブルを求めてもよい。When the inverse conversion formula for the conversion formula (1) is predetermined or when the inverse conversion formula is obtained from the conversion formula (1) by formula conversion, the inverse conversion formula is used to directly inverse the conversion formula. A conversion table may be obtained.
【0058】式(2)で用いられている回転マトリック
スの逆マトリックスをA-1とすると、補正画像上の座標
を位置ずれ補正を行う前の座標に戻す式は、
(x’,y’)=A-1・(x”,y”)・(a,b)・・・(4)
(x’,y’):幾何学的歪みのみ補正された位置ずれ
補正前の座標
(x”,y”):回転補正を含んだ幾何学的歪み補正後
の座標(補正画像上の座標)
(a,b):x方向およびy方向の位置ずれ量
となるので、光学特性を測定したときの幾何学的歪み補
正における逆変換式が関数gx,gyとして定義されてい
れば以下の関係式が成り立つ。Assuming that the inverse matrix of the rotation matrix used in the equation (2) is A -1 , the equation for returning the coordinates on the corrected image to the coordinates before the positional deviation correction is (x ', y') = A −1 · (x ″, y ″) · (a, b) (4) (x ′, y ′): Coordinates (x ″, before displacement correction in which only geometric distortion is corrected) y ″): coordinates after geometrical distortion correction including rotation correction (coordinates on the corrected image) (a, b): the positional deviation amount in the x direction and the y direction. If the inverse transformation equation in the geometric distortion correction is defined as the functions gx and gy, the following relational equation holds.
【0059】
x=gx(x’,y’), y=gy(x’,y゛)・・・(5)
(x,y):幾何学的歪み補正前の座標(元画像上の座
標)
(x’,y’):幾何学的歪みのみ補正された位置ずれ
補正前の座標
gx(x’,y’):幾何学的歪み補正において補正前
のx座標を求める逆変換関数
gy(x’,y’):幾何学的歪み補正において補正前
のy座標を求める逆変換関数
式(4)の行列式を展開して、式(5)に代入すると、
補正画像上の座標を元画像に変換式は、以下のように表
すことができる。この関係を図8に示す。X = gx (x ′, y ′), y = gy (x ′, y ″) (5) (x, y): coordinates before geometric distortion correction (coordinates on the original image ) (X ', y'): Coordinates before positional deviation correction in which only geometric distortion is corrected gx (x ', y'): Inverse conversion function gy ( x ', y'): When the determinant of the inverse transformation function formula (4) for obtaining the y coordinate before correction in the geometric distortion correction is expanded and substituted into the formula (5),
The formula for converting the coordinates on the corrected image to the original image can be expressed as follows. This relationship is shown in FIG.
【0060】
x=gx’(x”,y”), y=gy’(x”,y”)・・・(6)
(x,y):幾何学的歪み補正や回転補正前の画像上に
おける任意の座標(元画像上の座標)
(x”,y”):回転補正を含んだ幾何学的歪み補正後
の座標(補正画像上の座標)
gx’(x,y):補正画像上の座標(x”,y”)を
幾何学的歪み補正と回転補正前の元画像上のx座標を求
める関数
gy’(x,y):補正画像上の座標(x”,y”)を
幾何学的歪み補正と回転補正前の元画像上のy座標を求
める関数
補足3:上記8)で示す計測環境情報は、計測環境デー
タ(つまり、校正データと変換テーブル)の種類を示す
情報であるため、例えば以下のような情報が含まれてい
る。X = gx ′ (x ″, y ″), y = gy ′ (x ″, y ″) (6) (x, y): on the image before geometric distortion correction or rotation correction Arbitrary coordinates (coordinates on the original image) (x ", y"): coordinates after geometric distortion correction including rotation correction (coordinates on the corrected image) gx '(x, y): on the corrected image The function gy '(x, y) for obtaining the x-coordinate (x ", y") of the original image before the geometric distortion correction and the rotation correction: the coordinate (x ", y") on the corrected image Function 3 for obtaining the y-coordinate on the original image before geometric distortion correction and rotation correction: The measurement environment information shown in 8) above is information indicating the type of measurement environment data (that is, calibration data and conversion table). Therefore, the following information is included, for example.
【0061】・ステレオ計測アダプタの種類および個体
識別番号
・内視鏡挿入部の種類および個体識別番号
・NTSCなどのTVタイプ
・CCUの種類
・ビデオキャプチャー回路の種類
CCUの種類、ビデオキャプチャー回路の種類は、計測
内視鏡装置の一モジュールとして装備されていることが
多いので、この場合はこれらを計測内視鏡装置の種類と
読み替えてもよい。-Type of stereo measurement adapter and individual identification number-Type of endoscope insertion part and individual identification number-TV type such as NTSC-CCU type-Video capture circuit type CCU type, video capture circuit type Is often equipped as one module of the measurement endoscope apparatus, and in this case, these may be read as the types of the measurement endoscope apparatus.
【0062】上記のようにして計測環境の設定を行った
ら、被計測物を撮影して計測を実行することができる。After setting the measurement environment as described above, the object to be measured can be photographed and the measurement can be executed.
【0063】したがって、本計測内視鏡装置10による
ステレオ計測は、ステレオ計測アダプタ37の光学デー
タを記録した記録媒体(例えばコンパクトフラッシュ
(R)メモリカード)から光学情報を読み込む第1の処
理と、内視鏡先端部39の撮像素子43とステレオ計測
アダプタ37との位置情報を求める第2の処理と、前記
位置情報と生産時に求めた主となる内視鏡と本ステレオ
計測アダプタ37の位置情報から位置誤差を求める第3
の処理と、前記位置誤差から光学データを補正する第4
の処理と、撮影した画像に含まれる幾何学的歪みを補正
するための変換テーブルを作成する第5の処理と、計測
用に撮影した画像を変換テーブルを用いて座標変換をお
こない補正画像を作成する第6の処理と、補正画像を基
にして任意の点で左右2画像のマッチングを行う第7の
処理と、マッチングによって求まった左右2つの座標と
光軸の位置座標と焦点距離から3次元座標を求める第8
の処理と、任意の複数点の3次元座標からあるニ点間距
離や面積などの計測値を求める第9の処理を実行するこ
とにより行われる。Therefore, in the stereo measurement by the main measurement endoscope apparatus 10, the first process of reading the optical information from the recording medium (for example, the compact flash (R) memory card) in which the optical data of the stereo measurement adapter 37 is recorded, Second processing for obtaining position information between the image pickup device 43 of the endoscope tip portion 39 and the stereo measurement adapter 37, and the position information and the position information of the main endoscope and the stereo measurement adapter 37 obtained at the time of production Third position error is calculated from
And processing for correcting optical data from the position error
Processing, and a fifth processing for creating a conversion table for correcting the geometric distortion included in the captured image, and a corrected image is created by performing coordinate conversion of the captured image for measurement using the conversion table. 6th process for performing, and 7th process for matching two left and right images at arbitrary points based on the corrected image, and three-dimensional from the two left and right coordinates obtained by matching, the position coordinate of the optical axis, and the focal length. Eighth seeking coordinates
And the ninth process of obtaining measured values such as a distance between two points and an area from the three-dimensional coordinates of arbitrary plural points.
【0064】CPU26は、例えば前記第1〜5の処理
をステレオ計測アダプタ37に対して一度実行し、この
結果をコンパクトフラッシュ(R)メモリカード23上
に計測環境データとして記録しておくように制御する。
これ以降に続けて、ステレオ計測を実行するときは、C
PU26は、先にコンパクトフラッシュ(R)メモリカ
ード23上に記録した前記計測環境データをRAM上に
ロードして前記第6〜9の処理を実行するように制御す
る。脱着自在なメモリカードに画像が記録されているの
で、他の個体の計測内視鏡装置を用いて画像が記録され
ている同種のメモリカードを本装置に装着することで、
他の装置で記録した画像を別の装置上で容易に閲覧する
ことができる効果がある。The CPU 26 executes, for example, the first to fifth processes once on the stereo measurement adapter 37, and controls the result to be recorded as measurement environment data on the compact flash (R) memory card 23. To do.
If you want to continue the stereo measurement after this, press C
The PU 26 loads the measurement environment data previously recorded on the compact flash (R) memory card 23 into the RAM and controls the sixth to ninth processes. Since the image is recorded on a removable memory card, by installing a memory card of the same type whose image is recorded using another individual's measuring endoscope device in this device,
There is an effect that an image recorded by another device can be easily viewed on another device.
【0065】また、前記計測環境データは、位置補正後
の校正データと、変換テーブルと逆変換テーブルおよび
計測環境情報からなる。この計測環境データは、脱着自
在なコンパクトフラッシュ(R)メモリカード23上に
記録するように制御する。The measurement environment data includes calibration data after position correction, a conversion table, an inverse conversion table, and measurement environment information. The measurement environment data is controlled so as to be recorded on the detachable compact flash (R) memory card 23.
【0066】さらに、本実施の形態では、画像の記録
は、CPU26の制御によってPCMCIAメモリカー
ド22上に行い、前記計測環境データを記録するコンパ
クトフラッシュ(R)メモリカード23とは別のメモリ
カードに記録するように制御する。なお、画像を記録す
る際には、同時に計測環境データのうち計測環境情報を
画像ファイルの一部として、あるいは画像ファイルと関
連付けられた別のファイルとして記録する。また、校正
データも画像ファイルの一部として、あるいは画像ファ
イルと関連付けられた別のファイルとして記録する。Further, in the present embodiment, the recording of the image is performed on the PCMCIA memory card 22 under the control of the CPU 26, and the image is recorded on a memory card different from the compact flash (R) memory card 23 for recording the measurement environment data. Control to record. When recording an image, the measurement environment information in the measurement environment data is recorded at the same time as a part of the image file or as another file associated with the image file. The calibration data is also recorded as a part of the image file or as another file associated with the image file.
【0067】記録されている画像をリストから選択し
て、ステレオ計測を実行する際は、既に登録されている
計測環境データの中に選択した画像と同じ計測環境のも
のが存在するかどうかを検索する。When the recorded image is selected from the list and the stereo measurement is executed, it is searched whether or not the measurement environment data already registered has the same measurement environment as the selected image. To do.
【0068】もし、同じものが登録されているとその計
測環境データを読み込んで、計測内視鏡装置の設定を変
更し、前記第6の処理を行って計測できる状態にする。
もし、同じものが登録されていないならば、画像に付い
ている校正データを使用して計測環境データを作成し
て、前記第6の処理を行って計測できる状態にする。If the same one is registered, the measurement environment data is read, the setting of the measurement endoscope device is changed, and the sixth processing is performed to make the measurement possible.
If the same one is not registered, the measurement environment data is created using the calibration data attached to the image, and the sixth process is performed to make the measurement possible.
【0069】また、画像に記録されている情報が、校正
データや計測環境情報だけでなく、変換テーブルなども
含んだ計測環境データでもよく、この場合には画像を選
択して計測を実行するときに画像についている計測環境
データを直接読み込んで前記第6の処理を行うと計測の
準備が完了する。しかし、計測環境データを画像ととも
に記録すると、大きな容量になってしまうのであまり好
ましくない。これに対して、計測環境情報と校正データ
は数十Kbyteであることが多いので、画像に記録す
るのは計測環境情報と校正データだけである方が画像の
容量的に大変有効である。The information recorded in the image may be not only calibration data and measurement environment information but also measurement environment data including a conversion table. In this case, when an image is selected and measurement is performed. When the measurement environment data on the image is directly read and the sixth process is performed, the preparation for measurement is completed. However, recording the measurement environment data together with the image results in a large capacity, which is not preferable. On the other hand, since the measurement environment information and the calibration data are often several tens of Kbytes, it is very effective in terms of the capacity of the image to record only the measurement environment information and the calibration data in the image.
【0070】計測の準備が整うと、例えば図6のような
ステレオ計測画像が計測可能な視野領域のみ切り出され
て図9に示すようなステレオ計測画面上に表示される。
この画面で例えばクラック44の長さを測る場合には、
左画面上でクラック44の上を折れ線でなぞるように計
測点を指定する。CPU26は、新たな計測点が指定さ
れるごとに右画面上でそれぞれの対応点を探索し、計測
点と対応点の座標から各点での3次元座標を求め、それ
らの3次元座標から隣り合う二点間の距離を計算し、そ
れらの合計を算出することでクラヅク44の全長として
その長さをLCD14上に表示する。When the preparation for measurement is completed, for example, a stereo measurement image as shown in FIG. 6 is cut out and displayed on the stereo measurement screen as shown in FIG.
For example, when measuring the length of the crack 44 on this screen,
The measurement point is designated so as to trace the crack 44 on the left screen with a polygonal line. Each time a new measurement point is designated, the CPU 26 searches for each corresponding point on the right screen, obtains the three-dimensional coordinates at each point from the coordinates of the measurement point and the corresponding point, and adjoins from these three-dimensional coordinates. The distance between two matching points is calculated, and the sum of them is calculated to display the length as the total length of the crack 44 on the LCD 14.
【0071】次に、本実施の形態の計測内視鏡装置10
に用いられる通常光学アダプタの構成を図10ないし図
12を参照しながら説明する。Next, the measurement endoscope apparatus 10 of the present embodiment
The configuration of the normal optical adapter used for the above will be described with reference to FIGS.
【0072】図10及び図11は通常光学アダプタ42
を内視鏡先端部39に取り付けた状態を示しており、該
通常光学アダプタ42は、固定リング38の雌ねじ53
により内視鏡先端部39の雄ねじ54と螺合することに
よって固定されるようになっている。10 and 11 show the normal optical adapter 42.
Is attached to the distal end portion 39 of the endoscope. The normal optical adapter 42 includes the female screw 53 of the fixing ring 38.
Is fixed by screwing with the male screw 54 of the endoscope distal end portion 39.
【0073】また、通常光学アダプタ42の先端には、
一対の照明レンズ41と対物レンズ40が設けられてい
る。対物レンズ40は、内視鏡先端部39内に配設され
た撮像素子43上に画像を結像する。この得られた撮像
信号は、前記ステレオ計測アダプタ37と同様に電気的
に接続された信号線43a,内視鏡ユニット24を介し
てCCU25に供給され、該CCU25により映像信号
に変換された後に映像信号処理回路33に供給されるこ
とにより、その結果、例えば図12に示すような画像が
LCD14に表示される。Further, at the tip of the normal optical adapter 42,
A pair of illumination lens 41 and objective lens 40 are provided. The objective lens 40 forms an image on the image pickup device 43 arranged in the endoscope distal end portion 39. The obtained image pickup signal is supplied to the CCU 25 through the signal line 43a electrically connected to the stereo measurement adapter 37 and the endoscope unit 24, and is converted into a video signal by the CCU 25, and then an image is obtained. By being supplied to the signal processing circuit 33, as a result, for example, an image as shown in FIG. 12 is displayed on the LCD 14.
【0074】本実施の形態の計測内視鏡装置10は、通
常光学アダプタを用いた計測を行う場合、比較計測によ
る方法を用いることによって行う。つまり、比較計測
は、画面の中にある解っている寸法を基準にして計測す
る方法である。In the measurement endoscope apparatus 10 of the present embodiment, when the measurement using the ordinary optical adapter is performed, the measurement is performed by using the method based on the comparative measurement. That is, the comparative measurement is a method of measuring with reference to the known dimensions in the screen.
【0075】例えば、図12に示す円の直径がわかって
いる場合には、円の直径の両端にポインターを置き2点
間の長さL1 45を入力する。知りたい寸法L2 46
は、L1の画面上の大きさからCPU26による演算処
理によって比率で求める。また、このときにレンズのデ
ィストーション特性の情報を基に、ディストーション補
正を行い、より正確に寸法を求めるように調整される。
レンズのディストーション特性は、予めROM27上に
記録しておき、CPU26は、選択された通常光学アダ
プタ42に対応したデータをRAM2上にロードするよ
うにして比較計測が実行される。For example, when the diameter of the circle shown in FIG. 12 is known, pointers are placed at both ends of the diameter of the circle and the length L1 45 between two points is input. Dimension L2 46 you want to know
Is calculated as a ratio from the size of L1 on the screen by arithmetic processing by the CPU 26. Further, at this time, the distortion is corrected based on the information on the distortion characteristics of the lens, and adjustment is performed so as to obtain the dimension more accurately.
The distortion characteristic of the lens is recorded in the ROM 27 in advance, and the CPU 26 loads the data corresponding to the selected normal optical adapter 42 into the RAM 2 to execute the comparative measurement.
【0076】(作用)以上のように構成された本実施の
計測内視鏡装置でステレオ計測を行った時の計測線の表
示処理について、図13および図19のフローチャート
を用いて説明する。(Operation) The display processing of the measurement line when the stereoscopic measurement is performed by the measurement endoscope apparatus of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 13 and 19.
【0077】本実施例の形態の計測内視鏡装置の電源を
投入する。これから新たに計測画像を撮影する場合は、
内視鏡挿入部に光学アダプタを装着し、図13に示す光
学アダプタの選択画面にあらかじめ登録されている光学
アダプタの中から、使用する光学アダプタに適したもの
を選択する。つまり光学アダプタの選択画面では、例え
ばステレオ計測アダプタの場合ば”AT60D/6OD
1005”またば”AT60S/60S 304
3”、通常光学アダプタの場合ば”AT120D”また
ば”AT60S”が表示された画面であり、ユーザーは
この選択画面から現在の光学アダプタを選択した後で、
被計測物を撮影する。The measuring endoscope apparatus of the embodiment is turned on. When taking a new measurement image from now on,
The optical adapter is attached to the endoscope insertion portion, and the one suitable for the optical adapter to be used is selected from the optical adapters registered in advance in the optical adapter selection screen shown in FIG. That is, in the selection screen of the optical adapter, for example, in the case of the stereo measurement adapter, "AT60D / 6OD"
1005 "Mataba" AT60S / 60S 304
3 ", in the case of a normal optical adapter, it is a screen displaying" AT120D "or" AT60S ". After the user selects the current optical adapter from this selection screen,
Take an image of the object to be measured.
【0078】この図13の画面に適当な光学アダプタが
ない場合は、使用する光学アダプタで計測環境の設定を
行い、光学アダプタの選択画面にそれを登録しておく必
要がある。If there is no suitable optical adapter on the screen of FIG. 13, it is necessary to set the measurement environment with the optical adapter to be used and register it on the optical adapter selection screen.
【0079】また、すでに記録されている計測画像で再
計測を行う場合は、図示はしないが計測画像のリストか
ら計測したい画像を選択する。Further, when re-measurement is performed on the already recorded measurement image, although not shown, the image to be measured is selected from the list of measurement images.
【0080】計測画像の準備が整った後、リモートコン
トローラー13の計測実行スイッチ51を押すと、図1
4に示すプログラムが実行され、ステップS101の判
断処理で計測画像が記録媒体に記録されている画像かど
うかを判断する。When the measurement execution switch 51 of the remote controller 13 is pressed after the preparation of the measurement image, as shown in FIG.
The program shown in FIG. 4 is executed, and in the determination processing of step S101, it is determined whether the measurement image is the image recorded on the recording medium.
【0081】ステップS101で記録された画像である
場合は、ステップS102の判断処理でこの画像ファイ
ルのヘッダを参照して計測手法の種類を判別する。ステ
ップS102でステレオ計測画像であった場合は、ステ
ップS103の判断処理でこの画像ファイルのヘッダに
ステレオ計測の計測環境情報や校正データが付いている
かどうかを判断する。In the case of the image recorded in step S101, the type of measurement method is determined by referring to the header of this image file in the determination processing of step S102. If the image is a stereo measurement image in step S102, it is determined in the determination process of step S103 whether or not the measurement environment information for stereo measurement and the calibration data are attached to the header of this image file.
【0082】ステップS103で、校正データ等がつい
ている場合はステップS104でこの校正データを使用
して計測環境データを作成し、計測環境の設定を行う。
その後、ステップS105にすすんで、作成した計測環
境データを使用して補正画像を作成し、ステレオ計測を
実行して計測点の指定がされるまで使用待機状態にす
る。If the calibration data and the like are attached in step S103, the measurement environment data is created using the calibration data in step S104, and the measurement environment is set.
After that, the process proceeds to step S105, a corrected image is created using the created measurement environment data, stereo measurement is executed, and a standby state is set until a measurement point is designated.
【0083】また、ステップS101で、今撮影した画
像である場合は、ステップS107の判断処理で図13
の画面で選択した光学データの種類を判別する。In step S101, if the image is the image just taken, the determination process of step S107 is performed as shown in FIG.
Discriminate the type of optical data selected on the screen.
【0084】ステップS107でステレオ計測アダプタ
が選択されている場合は、ステップS108に進み、既
に作成されているこの光学アダプタの計測環境データを
読み込んで、補正画像を作成後にステレオ計測を実行
し、使用待機状態にする。If the stereo measurement adapter is selected in step S107, the flow advances to step S108 to read the measurement environment data of this optical adapter that has already been created, execute the stereo measurement after creating the corrected image, and use it. Put it in a standby state.
【0085】一方、ステップS107で、選択した光学
アダプタの種類が通常光学アダプタの場合は、ステップ
S109に進み、選択した光学アダプタの幾何学的歪み
情報などを読み込んで比較計測を実行し、使用待機状態
にする。On the other hand, when the type of the selected optical adapter is the normal optical adapter in step S107, the process proceeds to step S109, the geometrical distortion information of the selected optical adapter is read, the comparison measurement is executed, and the standby for use. Put in a state.
【0086】また、ステップS102で、画像に記録さ
れている計測手法の種類が比較計測であった場合には、
ステップS111でこの画像の中に光学アダプタの幾何
学的歪み情報などが記録されているかどうかを判断す
る。ステップS111で、これが記録されている場合は
その情報を読み込んで比較計測を実行し、使用待機状態
にする。If the type of measurement method recorded in the image is comparative measurement in step S102,
In step S111, it is determined whether the geometric distortion information of the optical adapter or the like is recorded in this image. In step S111, if this is recorded, that information is read, comparative measurement is executed, and a use standby state is set.
【0087】ステップS102で画像の中に計測手法が
記録されていない場合や、ステップS103で画像の中
にステレオ計測用の校正データなどが記録されていない
場合や、ステップS111で画像の中に比較計測用の歪
み補正情報などが記録されていない場合は、エラー表示
を行って、他の画像を選択するように待機状態にする。When the measurement method is not recorded in the image in step S102, the calibration data for stereo measurement is not recorded in the image in step S103, or the measurement method is compared in the image in step S111. When the distortion correction information for measurement and the like are not recorded, an error is displayed and a standby state is set so that another image can be selected.
【0088】ステップS106でステレオ計測が実行さ
れると、ステレオ計測画面が開き、計測するための点が
指定するまで待機状態になる。この画面上で適当な場所
に点を指定することで、図15(a)に示すようなL1
やL2の長さなどを計測することができる。When the stereo measurement is executed in step S106, the stereo measurement screen is opened and a standby state is set until a point for measurement is designated. By specifying a point at an appropriate place on this screen, L1 as shown in FIG.
And the length of L2 can be measured.
【0089】例えば、二点間の距離を計測する場合は、
ステレオ計測画面に表示されている歪み補正前の左側元
画像上に、例えば図15(c)に示すように点M1とM2
を左画像上に指定すると、図16のプログラムが実行さ
れる。For example, when measuring the distance between two points,
On the left side original image before distortion correction displayed on the stereo measurement screen, for example, as shown in FIG. 15C, points M1 and M2
Is specified on the left image, the program of FIG. 16 is executed.
【0090】ステップS201で点M1とM2の左画像上
の座標を認識した後、ステップS202で補正前の元画
像上の二点M1とM2を前記式(3)を使用して補正画像
上の座標に変換して、図17に示す点A1とA2を求め
る。そして、ステップS203のマッチングの処理で、
左側補正画像上の点A1とA2に対する右側補正画像上の
点B1とB2を求める。ステップS204で、左右の補正
画像上の点A1とB1から三角測量の原理に基づいて点M
1に対する3次元座標C1を求める。同様にして、点A2
とB2から点C2も求める。After recognizing the coordinates of the points M1 and M2 on the left image in step S201, the two points M1 and M2 on the original image before correction are detected on the corrected image by using the equation (3) in step S202. Converting to coordinates, points A1 and A2 shown in FIG. 17 are obtained. Then, in the matching process of step S203,
Points B1 and B2 on the right side corrected image with respect to points A1 and A2 on the left side corrected image are obtained. In step S204, a point M is calculated from the points A1 and B1 on the right and left corrected images based on the principle of triangulation.
A three-dimensional coordinate C1 for 1 is obtained. Similarly, point A2
And the point C2 from B2.
【0091】そしてS205で、計測線M1−M2を表示
するために、図18に示すプログラムが実行される。Then, in S205, the program shown in FIG. 18 is executed in order to display the measurement lines M1-M2.
【0092】ステップS301で、点C1とC2をN等分
して点P1〜Pn-1を求める。ステップS302で、点P
1〜Pn-1を左側補正画像上に投影して点Q1〜Qn-1を求
める。ステップS303で、逆変換テーブルまたは式
(6)を使用して補正画像上の点Q1〜Qn-1を補正前の
左側元画像上の点W1〜Wn-1を求める。そしてステップ
S304で、点M1、点W1〜Wn-1、点M2のそれぞれを
折れ線でつないで表示する。In step S301, the points C1 and C2 are equally divided into N to obtain points P1 to Pn-1. In step S302, point P
1 to Pn-1 are projected on the left side corrected image to obtain points Q1 to Qn-1. In step S303, the points Q1 to Qn-1 on the corrected image are obtained using the inverse conversion table or the equation (6) to find points W1 to Wn-1 on the left original image before correction. Then, in step S304, the point M1, the points W1 to Wn-1, and the point M2 are displayed by connecting them with a polygonal line.
【0093】図18の処理が終了すると、ステップS2
06へ進み、ステップS205と同様にして線B1−B2
に対応した線を補正前の右側元画像上に表示する。そし
て、ステップS207で、点C1とC2の二点の距離を計
算してこれを表示し、次の計測点が指定されるまで待機
状態にする。When the processing of FIG. 18 is completed, step S2
Go to 06, and in the same way as step S205, the line B1-B2
The line corresponding to is displayed on the right original image before correction. Then, in step S207, the distance between the two points C1 and C2 is calculated and displayed, and a standby state is set until the next measurement point is designated.
【0094】また、図15(a)にL2で示す長さ、つ
まり基準線からの垂直距離を計測するために、ステレオ
計測画面に表示されている図15(c)のような左側元
画像上に、前記点M1と点M2を指定して図16のプログ
ラムによりこれらの3次元座標を求めた後で、点M3を
指定すると図19のプログラムが実行される。Further, in order to measure the length indicated by L2 in FIG. 15A, that is, the vertical distance from the reference line, on the left original image as shown in FIG. 15C displayed on the stereo measurement screen. After the points M1 and M2 are designated and the three-dimensional coordinates are obtained by the program of FIG. 16, the point M3 is designated to execute the program of FIG.
【0095】ステップS401で点M3の左画像上の座
標を認識した後、ステップS402で補正前の元画像上
の点M3を前記式(3)を使用して補正画像上の座標に
変換して、図17に示す点A3を求める。After recognizing the coordinates of the point M3 on the left image in step S401, the point M3 on the original image before correction is converted to the coordinates on the corrected image by using the equation (3) in step S402. , Point A3 shown in FIG.
【0096】そして、ステップS403のマッチングの
処理で、左側補正画像上の点A3に対する右側補正画像
上の点B3を求める。ステップS404で、左右の補正
画像上の点A3とB3から三角測量の原理に基づいて点M
3に対する3次元座標C3を求める。Then, in the matching process in step S403, the point B3 on the right side corrected image with respect to the point A3 on the left side corrected image is obtained. In step S404, a point M is calculated from the points A3 and B3 on the right and left corrected images based on the principle of triangulation.
A three-dimensional coordinate C3 for 3 is obtained.
【0097】ステップS405で、既に基準線の両端と
して求まっている点C1とC2の3次元座標と、先ほど求
まった点C3を使用して、基準線に垂直に交わった交点
C4を求める。そしてS406で、点C4を左側の補正画
像上に投影して点A4を求め、補正画像上の線A3−A4
に対応する計測線を左側元画像上に表示する。In step S405, the three-dimensional coordinates of the points C1 and C2 already found at both ends of the reference line and the point C3 obtained previously are used to find the intersection C4 perpendicular to the reference line. Then, in step S406, the point C4 is projected onto the corrected image on the left side to obtain the point A4, and the line A3-A4 on the corrected image is obtained.
The measurement line corresponding to is displayed on the left side original image.
【0098】この場合、図18に示すプログラムが実行
され、線M1−M2を表示した処理と同様にして線M3−
M4が折れ線で表示される。In this case, the program shown in FIG. 18 is executed and the line M1-M2 is displayed in the same manner as the process of displaying the line M1-M2.
M4 is displayed as a line.
【0099】また、ステップS406と同様にして、ス
テップS407で右側の元画像上に補正画像上の線B3
−B4に対応した計測線を表示する。Similarly to step S406, the line B3 on the corrected image is added to the original image on the right side in step S407.
-Display the measurement line corresponding to B4.
【0100】そして、左右の元画像上に計測線が表示さ
れると、ステップS408へ進み、点C3とC4の二点の
距離を計算してこれを表示し、次の計測点が指定される
まで待機状態にする。When the measurement lines are displayed on the left and right original images, the process proceeds to step S408, the distance between the two points C3 and C4 is calculated and displayed, and the next measurement point is designated. Wait until.
【0101】また、通常光学アダプタを使用して撮影し
た画像で比較計測を行う場合でも、幾何学的歪み補正を
行って計測を行うので、上記で説明したステレオ計測の
場合と同様にして、元画像上に幾何学的歪み補正を考慮
した計測線を容易に表示することが可能である。Further, even when performing comparative measurement on an image taken using an ordinary optical adapter, the geometric distortion is corrected and the measurement is performed. Therefore, in the same manner as in the stereo measurement described above, the original measurement is performed. It is possible to easily display the measurement line in consideration of the geometric distortion correction on the image.
【0102】(効果)これにより、例えば、実際の被計
測物が図15(a)で示されているような形状の場合、
これを計測内視鏡装置で撮影した画像は、図15(b)
や図15(c)に示すように歪んで表示される。(Effect) As a result, for example, in the case where the actual object to be measured has a shape as shown in FIG.
An image of this image taken by the measurement endoscope device is shown in FIG.
And is distorted and displayed as shown in FIG.
【0103】従来では、例えば物体の高さ(L1)を測
るために図15(b)の点M1、M2を指定すると、計測
線を線1で示すように直線で表示していたので、実際に
写っている被計測物の縁には沿わなかった。これによ
り、検査者が計測した場所を過て認識してしまうことが
あった。In the prior art, if points M1 and M2 in FIG. 15B were designated to measure the height (L1) of an object, the measurement line would be displayed as a straight line as shown by line 1, so It did not follow the edge of the measured object shown in. As a result, the inspector may mistakenly recognize the measured location.
【0104】また、図15(b)の点M3を指定して、
基準線(物体の緑)からの垂直距離(L2)を計測した
ときは、表示された線の長さが実際に算出された値に正
しく対応していないために、計測結果をあやまって判断
してしまう場合が多かった。Further, by designating the point M3 in FIG. 15 (b),
When the vertical distance (L2) from the reference line (green of the object) was measured, the length of the displayed line did not correspond to the actually calculated value, so the measurement result was judged incorrectly. It was often the case.
【0105】さらにこの現象は、光学アダプタの幾何学
的歪み特性が大きい場合に顕著に現れ、また、内視鏡で
はこのような光学系である場合が多い。Further, this phenomenon appears remarkably when the geometric distortion characteristic of the optical adapter is large, and in an endoscope, such an optical system is often used.
【0106】これに対し、本実施の形態では、図15
(c)に示すように、線1は実際の被計測物の緑に沿っ
て曲線で表示され、また線2も図15(a)で示した長
さに適したように表示されるので、計測結果を視覚的に
容易に正しく認識することができる。On the other hand, in the present embodiment, FIG.
As shown in (c), the line 1 is displayed as a curve along the green of the actual object to be measured, and the line 2 is also displayed so as to be suitable for the length shown in FIG. The measurement result can be visually recognized easily and correctly.
【0107】以上の各実施の形態で説明した本発明で
は、幾何学的歪みを含んだ画像上に、幾何学的歪み特性
を入れた線を表示することができるので、検査者が元画
像上に指定した点を結んだ線が、被写体上に正しい位置
に表示され、検査者が計測した位置と長さを正しく認識
しやすくなり、検査において誤った判断を下すことを防
止することが可能となる。In the present invention described in each of the above embodiments, a line with a geometrical distortion characteristic can be displayed on an image containing geometrical distortion, so that the examiner can display the original image on the original image. The line that connects the points specified in is displayed at the correct position on the subject, making it easier for the inspector to correctly recognize the measured position and length, and it is possible to prevent incorrect judgment during inspection. Become.
【0108】また、幾何学的歪みを補正したカラーの補
正画像を表示するには、処理速度が速いCPUをもつ装
置またはシステムを用いないと実用的ではないが、本発
明によって元画像上に違和感の無い計測線を表示するこ
とができるので、カラーの補正画像を表示する必要は無
く、また、補正画像上の座標を元画像上に変換する処理
は比較的簡単な処理であるため、安価なシステムでこれ
を実現することができる。Further, in order to display the color corrected image in which the geometrical distortion is corrected, it is not practical unless a device or a system having a CPU having a high processing speed is used, but the present invention makes the original image look unnatural. Since it is possible to display a measurement line with no color, it is not necessary to display a color correction image, and the process of converting the coordinates on the correction image to the original image is a relatively simple process, so it is inexpensive. The system can do this.
【0109】すなわち、本発明によれば、補正画像上に
設定された直線を複数の線分で分割した各点を逆変換式
あるいは逆変換テーブルによって元画像上の座標に変換
し、これらの各点を結んで、元画像上に指定したニ点間
を折れ線で表示することによって、幾何学的歪み特性を
含んだ線を表示することが可能となる。That is, according to the present invention, each point obtained by dividing a straight line set on the corrected image by a plurality of line segments is converted into coordinates on the original image by an inverse conversion formula or an inverse conversion table, and each of these points is converted. By connecting the points and displaying the designated two points on the original image with a polygonal line, it is possible to display a line including a geometric distortion characteristic.
【0110】また、補正画像上の任意の点を逆変換式あ
るいは逆変換テープルによって元画像上の座標に変換で
きることで、基準線からの垂直距離や基準面からの垂直
距離の計算時に求められた交点を元画像上に表示するこ
とが可能となる。Further, any point on the corrected image can be converted into the coordinates on the original image by the inverse conversion formula or the inverse conversion table, and thus the vertical distance from the reference line or the vertical distance from the reference plane is calculated. The intersection can be displayed on the original image.
【0111】また、折れ線具合が目立つようであれば、
補正画像上に設定された直線線を分割するときの数を増
やすことで、なめらかな曲線に見えるように容易に調整
することがが可能となる。If the broken line is noticeable,
By increasing the number of divisions of the straight line set on the corrected image, it is possible to easily adjust the appearance of a smooth curve.
【0112】[0112]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
装置で計測を行なう場合に表示する計測線を幾何学的歪
みを考慮して幾何学的歪みを補正していない元画像上に
表示するようにすることで、補正画像を表示する機能は
設けずに、比較的簡単な処理で、検査者が計測した位置
と長さを正しく認識しやすくすることができるという効
果がある。As described above, according to the present invention, the measurement line displayed when the measurement is performed by this apparatus is displayed on the original image in which the geometric distortion is not corrected in consideration of the geometric distortion. By displaying the corrected image, the function of displaying the corrected image is not provided, and the position and length measured by the inspector can be easily recognized correctly by a relatively simple process.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る計測内視鏡装
置のシステム構成を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing a system configuration of a measurement endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の計測内視鏡装置の電気的回路構成を示す
ブロック図FIG. 2 is a block diagram showing an electric circuit configuration of the measurement endoscope apparatus of FIG.
【図3】図1のリモートコントローラの構成を示す斜視
図FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the remote controller of FIG.
【図4】ステレオ計測アダプタを付けた図1の内視鏡挿
入部の内視鏡先端部の構成を示す斜視図4 is a perspective view showing a configuration of an endoscope distal end portion of the endoscope insertion portion of FIG. 1 to which a stereo measurement adapter is attached.
【図5】図4のA−A線断面図5 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図6】図4のステレオ計測アダプタを付けた内視鏡画
像を示す図FIG. 6 is a diagram showing an endoscopic image with the stereo measurement adapter of FIG.
【図7】図4のステレオ計測アダプタのマスク形状の画
像を示す図7 is a diagram showing an image of a mask shape of the stereo measurement adapter of FIG.
【図8】図1の計測内視鏡装置での計測環境の設定を説
明するための元画像と補正画像の関係を示す図8 is a diagram showing a relationship between an original image and a corrected image for explaining the setting of the measurement environment in the measurement endoscope apparatus of FIG.
【図9】図5の内視鏡画像において計測可能な左右の視
野領域が切り出されて表示されているステレオ計測画面
の一例を示す図9 is a diagram showing an example of a stereo measurement screen in which the measurable left and right visual field regions are cut out and displayed in the endoscopic image of FIG. 5;
【図10】通常光学アダプタを付けた図1の内視鏡挿入
部の内視鏡先端部の構成を示す斜視図10 is a perspective view showing a configuration of an endoscope distal end portion of the endoscope insertion portion of FIG. 1 to which a normal optical adapter is attached.
【図11】図10のA−A線断面図11 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【図12】図10の通常光学アダプタを付けた内視鏡画
像を示す図FIG. 12 is a diagram showing an endoscopic image with the normal optical adapter of FIG.
【図13】図1のLCDに表示された光学アダプタの選
択画面の一例を示す図13 is a diagram showing an example of an optical adapter selection screen displayed on the LCD of FIG.
【図14】図1の装置の特徴となる計測を実行するまで
の制御動作例を示すフローチャートFIG. 14 is a flowchart showing an example of control operation up to execution of measurement, which is a feature of the apparatus of FIG.
【図15】二点間距離や基準線からの垂直距離を計測す
るときに指定する点の位置の例を示す図FIG. 15 is a diagram showing an example of a position of a point designated when measuring a distance between two points or a vertical distance from a reference line.
【図16】二点間距離を計測するときの制御動作例を示
すフローチャートFIG. 16 is a flowchart showing an example of control operation when measuring a distance between two points.
【図17】計測線を元画像上に表示する手法を説明する
ための各点の位置関係を示す図FIG. 17 is a diagram showing a positional relationship of points for explaining a method of displaying a measurement line on an original image.
【図18】計側線を元画像上に表示する制御動作例を示
すフローチャートFIG. 18 is a flowchart showing an example of control operation for displaying the meter side line on the original image.
【図19】基準線からの垂直距離を計測するときの制御
動作例を示すフローチャートFIG. 19 is a flowchart showing an example of control operation when measuring a vertical distance from a reference line.
10…計測内視鏡装置 11…内視鏡挿入部 12…コントロールユニット 13…リモートコントローラ 14…液晶モニタ(LCD) 17…フェイスマントデイスプレイ(FMD) 18…FMDアダプタ 19…スピーカ 20…マイク 21…パーソナルコンピュータ 22…PCMCIAメモリーカード 23…コンパクトフラッシュ(R)メモリーカード 24…内視鏡ユニット 25…カメラコントロールユニット(CCU) 26…CPU(制御部) 27…ROM 28…RAM 29…RS−232CI/F 30…PCカードI/F 31…USBI/F 32…音声信号処理回路 33…映像信号処理回路 34,35,40…対物レンズ系 36,41…照明レンズ 37…ステレオ光学アダプタ 38…固定リング 39…内視鏡先端部 42…通常光学アダプタ 43…撮像素子 44…クラック 45…L1(既知の寸法) 46…L2(未知の寸法) 47…ジョイスティック 48…レバースイッチ 49…フリーズスイッチ 50…ストアースイッチ 51…計測実行スイッチ 10 ... Measuring endoscope device 11 ... Endoscope insertion part 12 ... Control unit 13 ... Remote controller 14 ... Liquid crystal monitor (LCD) 17 ... Face Cloak Display (FMD) 18 ... FMD adapter 19 ... Speaker 20 ... Mike 21 ... Personal computer 22 ... PCMCIA memory card 23 ... Compact Flash (R) memory card 24 ... Endoscope unit 25 ... Camera control unit (CCU) 26 ... CPU (control unit) 27 ... ROM 28 ... RAM 29 ... RS-232 CI / F 30 ... PC card I / F 31 ... USB I / F 32 ... Audio signal processing circuit 33 ... Video signal processing circuit 34, 35, 40 ... Objective lens system 36, 41 ... Illumination lens 37 ... Stereo optical adapter 38 ... Fixing ring 39 ... End of endoscope 42 ... Normal optical adapter 43 ... Image sensor 44 ... crack 45 ... L1 (known size) 46 ... L2 (unknown size) 47 ... Joystick 48 ... Lever switch 49 ... Freeze switch 50 ... Store switch 51 ... Measurement execution switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 23/26 G02B 23/26 D ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) G02B 23/26 G02B 23/26 D
Claims (4)
る複数種類の光学アダプタと、前記光学アダプタの一つ
を接続し、前記撮像素子の画像信号を画像処理によって
計測を行なう処理と、 前記複数の光学アダプタを用いて計測環境の設定を行な
うことで作成された計測環境データを複数保存および管
理できる手段と、 前記複数の計測環境データを表示する手段と、 前記表示手段から計測環境データを選択して計測処理を
行なう手段と、 脱着自在な記録媒体に計測画像を記録する手段と、 既に記録媒体に記録されている計測画像を選択して計測
処理を実行させることができる手段と、 光学アダプタの光学特性や被写体を撮影したときに使用
した機器の種類などを示す情報を計測画像に記録する手
段とを具備している計測内視鏡において、 計測を行うときに表示される計側線が光学特性による幾
何学的歪みを補正した状態で計測画像上に表示される手
段を備えたことを特徴とする計測内視鏡装置。1. A connecting portion provided at a distal end portion of an endoscope, a plurality of types of optical adapters for connecting a detachable subject image to an image sensor, and one of the optical adapters are connected to the connecting portion, Processing for measuring the image signal of the image sensor by image processing; means for storing and managing a plurality of measurement environment data created by setting a measurement environment using the plurality of optical adapters; Means for displaying measurement environment data, means for performing measurement processing by selecting measurement environment data from the display means, means for recording measurement images on a removable recording medium, and measurements already recorded on the recording medium Information that indicates the method that can be used to select an image and execute the measurement process, and the optical characteristics of the optical adapter and the type of equipment used when the subject was shot is included in the measurement image. In the measurement endoscope equipped with a means for recording, a means for displaying on the measurement image in which the measuring side line displayed when performing the measurement is corrected for the geometrical distortion due to optical characteristics A measuring endoscope apparatus characterized by the following.
や、基準面からの垂直距離を求める場合に、これらの距
離を示す計側線が、光学特性による幾何学的歪みを補正
した状態で計測画像上に表示される手段を設けたことを
特徴とする請求項1に記載の計測内視鏡装置。2. When obtaining a distance between two points, a vertical distance from a reference line, or a vertical distance from a reference plane, a meter side line indicating these distances is a state in which geometric distortion due to optical characteristics is corrected. The measuring endoscope apparatus according to claim 1, further comprising: a unit that is displayed on the measurement image in.
歪を補正するための変換式およびこの逆変換式が定義さ
れていることを特徴とする請求項1または請求項2に記
載の計測内視鏡装置。3. The measurement endoscopy according to claim 1 or 2, wherein a conversion formula for correcting geometrical distortion due to optical characteristics of the optical adapter and an inverse conversion formula thereof are defined. Mirror device.
歪を補正するための変換式を用いて元画像を補正すると
きに使用する変換テーブルと、作成された補正画像上の
座標を元画像上に変換するための逆変換テーブルを設け
ていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載
の計測内視鏡装置。4. A conversion table used when correcting an original image using a conversion formula for correcting geometrical distortion due to optical characteristics of an optical adapter, and coordinates on the created corrected image on the original image. The measurement endoscope apparatus according to claim 1 or 2, further comprising an inverse conversion table for converting into the.
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