特許 6804417 計測装置、計測システム、計測装置の作動方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6804417

(24)【登録日】2020年12月4日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】計測装置、計測システム、計測装置の作動方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20201214BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20201214BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20201214BHJP

   A61B 1/045 20060101ALI20201214BHJP

   G06T 7/593 20170101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/00 H

   G02B23/24 B

   A61B1/00 551

   A61B1/045 622

   A61B1/00 522

   G06T7/593

【請求項の数】22

【全頁数】63

(21)【出願番号】特願2017-185006(P2017-185006)

(22)【出願日】2017年9月26日

(65)【公開番号】特開2019-60701(P2019-60701A)

(43)【公開日】2019年4月18日

【審査請求日】2020年1月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100086379

【弁理士】

【氏名又は名称】高柴 忠夫

(74)【代理人】

【識別番号】100139686

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 史朗

(72)【発明者】

【氏名】山本 直樹

【審査官】 九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５６２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５８３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１５３６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１２２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１４０４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１４５６５０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００

Ａ６１Ｂ １／００

Ａ６１Ｂ １／０４５

Ｇ０２Ｂ ２３／２４

Ｇ０６Ｔ ７／５９３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被写体の第１の画像を取得する画像取得部と、
前記第１の画像と、前記第１の画像に基づく第２の画像との少なくとも１つをモニタに表示させる表示制御部と、
計測モードを示す計測モード情報が記録された記録媒体から前記計測モード情報を読み出す情報読み出し部と、
前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像においてユーザーにより指定された第１の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に複数の基準指定点を設定する基準指定点設定部と、
前記複数の基準指定点に基づいて、前記計測モード情報が示す前記計測モードで使用される基準線または基準面を算出する基準算出部と、
前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像において前記ユーザーにより指定された第２の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に計測点を設定する計測点設定部と、
前記基準算出部によって算出された前記基準線または前記基準面と、前記計測点と、前記計測モードとに基づいて、前記被写体の計測を実行する計測部と、
を有する計測装置において、
前記基準線または前記基準面を算出するための前記複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を、前記計測点が設定された前記第１の画像または前記第２の画像と、前記複数の基準指定点と、前記計測モードと、前記計測点とに基づいて算出する基準点算出部
をさらに有し、
前記基準算出部は、前記基準点算出部によって算出された前記複数の基準点に基づいて、新たな前記基準線または前記基準面を算出する
ことを特徴とする計測装置。

【請求項2】

前記基準点算出部は、前記複数の基準点のうちの一部については、前記複数の基準指定点に含まれる前記基準指定点と同じ位置の点を前記基準点として算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。

【請求項3】

前記基準点算出部は、前記複数の基準点の間の距離が広がるような前記複数の基準点を算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項4】

前記複数の基準点は、少なくとも３つの基準点であり、
前記基準点算出部は、少なくとも３つの前記基準点を頂点とする多角形の面積が大きくなるような前記複数の基準点を算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項5】

前記基準点算出部は、前記計測点から前記新たな基準線への垂線と前記新たな基準線との交点または前記計測点から前記新たな基準面への垂線と前記新たな基準面との交点が前記複数の基準点の重心に近づくような前記複数の基準点を算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項6】

前記基準点算出部は、前記新たな基準線が前記被写体の端部を近似する度合いが高まるような前記複数の基準点を算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項7】

前記基準点算出部は、前記新たな基準面が前記被写体の表面を近似する度合いが高まるような前記複数の基準点を算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項8】

前記基準点算出部は、前記複数の基準点の間の距離が、前記基準指定点設定部によって設定された前記複数の基準指定点の間の距離よりも広がるような少なくとも１つの前記基準点を算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項9】

前記複数の基準指定点は、少なくとも３つの基準指定点であり、
前記複数の基準点は、少なくとも３つの基準点であり、
前記基準点算出部は、第１の面積が第２の面積よりも大きくなるような少なくとも３つの前記基準点を算出し、
前記第１の面積は、少なくとも３つの前記基準点を頂点とする多角形の面積であり、
前記第２の面積は、前記基準指定点設定部によって設定された少なくとも３つの前記基準指定点を頂点とする多角形の面積である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項10】

前記基準点算出部は、第１の距離が第２の距離よりも小さくなるような前記複数の基準点を算出し、
前記第１の距離は、前記計測点から前記新たな基準線への垂線と前記新たな基準線との交点または前記計測点から前記新たな基準面への垂線と前記新たな基準面との交点と、前記複数の基準点の重心との距離であり、
前記第２の距離は、前記計測点から前記基準線への垂線と前記基準線との交点または前記計測点から前記基準面への垂線と前記基準面との交点と、前記複数の基準指定点の重心との距離である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項11】

前記基準点算出部は、第１の度合いが第２の度合いよりも高まるような前記複数の基準点を算出し、
前記第１の度合いは、前記複数の基準点に基づいて決定された前記新たな基準線または前記新たな基準面が前記被写体の表面を近似する度合いであり、
前記第２の度合いは、前記複数の基準指定点に基づいて決定された前記基準線または前記基準面が前記被写体の前記表面を近似する度合いである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項12】

前記基準点算出部は、前記複数の基準点の少なくとも１つの位置が、前記計測モード情報が示す前記計測モードの特性に応じた基準を満たす位置になるように、少なくとも１つの前記基準点を算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項13】

前記基準点算出部は、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に複数の仮基準点を設定し、
前記基準点算出部は、少なくとも２つの前記仮基準点を含む組み合わせを選択し、
前記基準点算出部は、前記組み合わせ毎に、前記組み合わせに含まれる少なくとも２つの前記仮基準点が前記基準に適合する度合いを示す評価値を算出し、
第１の組み合わせの前記評価値が示す第１の度合いが第２の組み合わせの前記評価値が示す第２の度合いよりも高い場合、前記基準点算出部は、前記第１の組み合わせに含まれる少なくとも２つの前記仮基準点のうちの少なくとも１つを前記基準点に設定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の計測装置。

【請求項14】

前記基準点算出部は、前記組み合わせ毎に、前記組み合わせに含まれる少なくとも２つの前記仮基準点の位置に基づいて、複数の基準毎に異なる複数の指標を算出し、
前記基準点算出部は、前記組み合わせ毎に、前記複数の指標に基づいて前記評価値を算出する
ことを特徴とする請求項１３に記載の計測装置。

【請求項15】

前記表示制御部は、前記モニタにおいて、前記基準点算出部によって算出された前記複数の基準点を前記第１の画像および前記第２の画像の少なくとも１つの上に表示させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項16】

前記表示制御部は、前記モニタにおいて、前記基準点算出部によって算出された前記複数の基準点に基づいて決定された前記基準線または前記基準面を前記第１の画像および前記第２の画像の少なくとも１つの上に表示させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項17】

前記表示制御部は、前記モニタにおいて、前記基準点算出部によって算出された前記複数の基準点と、前記基準指定点設定部によって設定された前記複数の基準指定点とを前記第１の画像および前記第２の画像の少なくとも１つの上に表示させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項18】

前記表示制御部は、前記モニタにおいて、前記基準点算出部によって算出された前記複数の基準点に基づいて決定された前記基準線と、前記基準指定点設定部によって設定された前記複数の基準指定点に基づいて決定された前記基準線とを前記第１の画像および前記第２の画像の少なくとも１つの上に表示させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項19】

前記表示制御部は、前記モニタにおいて、前記基準点算出部によって算出された前記複数の基準点に基づいて決定された前記基準面と、前記基準指定点設定部によって設定された前記複数の基準指定点に基づいて決定された前記基準面とを前記第１の画像および前記第２の画像の少なくとも１つの上に表示させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項20】

被写体の第１の画像を取得する画像取得装置と、
前記画像取得装置によって取得された前記第１の画像が入力され、かつ前記第１の画像を使用して前記被写体の計測を実行する計測装置と、
を有し、
前記計測装置は、
前記第１の画像と、前記第１の画像に基づく第２の画像との少なくとも１つをモニタに表示させる表示制御部と、
計測モードを示す計測モード情報が記録された記録媒体から前記計測モード情報を読み出す情報読み出し部と、
前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像においてユーザーにより指定された第１の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に複数の基準指定点を設定する基準指定点設定部と、
前記複数の基準指定点に基づいて、前記計測モード情報が示す前記計測モードで使用される基準線または基準面を算出する基準算出部と、
前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像において前記ユーザーにより指定された第２の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に計測点を設定する計測点設定部と、
前記基準算出部によって算出された前記基準線または前記基準面と、前記計測点と、前記計測モードとに基づいて、前記被写体の計測を実行する計測部と、
前記基準線または前記基準面を算出するための前記複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を、前記計測点が設定された前記第１の画像または前記第２の画像と、前記複数の基準指定点と、前記計測モードと、前記計測点とに基づいて算出する基準点算出部と、
を有し、
前記基準算出部は、前記基準点算出部によって算出された前記複数の基準点に基づいて、新たな前記基準線または前記基準面を算出する
ことを特徴とする計測システム。

【請求項21】

被写体の第１の画像を取得する画像取得ステップと、
前記第１の画像と、前記第１の画像に基づく第２の画像との少なくとも１つをモニタに表示させる表示ステップと、
計測モードを示す計測モード情報が記録された記録媒体から前記計測モード情報を読み出す情報読み出しステップと、
前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像においてユーザーにより指定された第１の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に複数の基準指定点を設定する基準指定点設定ステップと、
前記複数の基準指定点に基づいて、前記計測モード情報が示す前記計測モードで使用される基準線または基準面を算出する第１の基準算出ステップと、
前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像において前記ユーザーにより指定された第２の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に計測点を設定する計測点設定ステップと、
前記算出された基準線または基準面と、前記計測点と、前記計測モードとに基づいて、前記被写体の計測を実行する計測ステップと、
前記基準線または前記基準面を算出するための前記複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を、前記計測点が設定された前記第１の画像または前記第２の画像と、前記複数の基準指定点と、前記計測モードと、前記計測点とに基づいて算出する基準点算出ステップと、
前記基準点算出ステップによって算出された前記複数の基準点に基づいて、新たな前記基準線または前記基準面を算出する第２の基準算出ステップと、
を有することを特徴とする計測装置の作動方法。

【請求項22】

被写体の第１の画像を取得する画像取得ステップと、
前記第１の画像と、前記第１の画像に基づく第２の画像との少なくとも１つをモニタに表示させる表示ステップと、
計測モードを示す計測モード情報が記録された記録媒体から前記計測モード情報を読み出す情報読み出しステップと、
前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像においてユーザーにより指定された第１の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に複数の基準指定点を設定する基準指定点設定ステップと、
前記複数の基準指定点に基づいて、前記計測モード情報が示す前記計測モードで使用される基準線または基準面を算出する第１の基準算出ステップと、
前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像において前記ユーザーにより指定された第２の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に計測点を設定する計測点設定ステップと、
前記算出された基準線または基準面と、前記計測点と、前記計測モードとに基づいて、前記被写体の計測を実行する計測ステップと、
前記基準線または前記基準面を算出するための前記複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を、前記計測点が設定された前記第１の画像または前記第２の画像と、前記複数の基準指定点と、前記計測モードと、前記計測点とに基づいて算出する基準点算出ステップと、
前記基準点算出ステップによって算出された前記複数の基準点に基づいて、新たな前記基準線または前記基準面を算出する第２の基準算出ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、計測装置、計測システム、計測装置の作動方法、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ボイラーおよびパイプ等の内部の傷および腐食等の観察および検査に工業用の内視鏡装置が使用されている。この内視鏡装置では、多様な観察物を観察および検査するための複数種類の光学アダプターが用意されている。光学アダプターは、内視鏡の先端部分に装着され、かつ交換可能である。このような内視鏡装置を使用した検査において、被写体の欠陥および傷の大きさを定量的に計測したいという要望がある。この要望に応えるため、３次元計測機能が搭載された内視鏡装置が存在する。

【0003】

例えば、ユーザーによって画像上で指定された点の情報に基づいて幾何学的な寸法を計測する機能が内視鏡装置に搭載されている。例えば、２点間計測では、ユーザーによって指定された２つの計測点間の３次元距離が計測される。線基準計測では、ユーザーによって指定された２つの基準点に基づいて基準線が設定され、かつユーザーによって指定された計測点から基準線までの３次元距離が計測される。面基準計測では、ユーザーによって指定された３つの基準点に基づいて基準平面が設定され、かつユーザーによって指定された計測点から基準平面までの３次元距離が計測される。

【0004】

計測点および基準点の指定に関して、２つの問題点がある。第１の問題点は、ユーザーが計測点および基準点を正確に指定するのは面倒であるということである。第２の問題点は、より正確な計測結果が得られる計測点および基準点の位置がユーザーには容易に分からないということである。

【0005】

特許文献１に開示された計測用内視鏡装置は、複数の特徴点を抽出し、かつ抽出された特徴点をユーザーに提示する。また、計測用内視鏡装置は、提示された特徴点から１つ以上の特徴点をユーザーに選択させる。これにより、計測用内視鏡装置は、ユーザーが計測点を指定するときの操作の手間を減らすことができる。

【0006】

特許文献２に開示された内視鏡装置は、ユーザーによって指定された１つの計測点を中心とする円周上に３つの基準点を自動的に設定する。ユーザーが計測点を指定した後、その計測点を中心とし、かつカーソルの位置を通る円が表示される。ユーザーは、カーソルを画像上で移動させることにより、３つの基準点の位置を変更することができる。ユーザーは、クリック等の操作を行うことにより、３つの基準点を指定する。ユーザーは、計測点を指定するとき、および３つの基準点を指定するときにクリック等の操作を行う。ユーザーが４つの点を１つずつ指定する場合、４回の操作が必要である。一方、特許文献２に開示された内視鏡装置では、ユーザーの操作は２回でよい。これにより、内視鏡装置は、面基準計測におけるユーザーの操作の手間を減らすことができる。

【0007】

特許文献３に開示された装置は、ユーザーによって指定された３つの基準点に基づいて設定された基準線で囲まれた領域内に計測点を自動的に設定する。計測点は、３つの基準点に基づく基準面からの距離が最も大きい位置に設定される。これにより、装置は、面基準計測におけるユーザーの操作の手間を減らすことができる。

【0008】

図４１（ａ）および図４１（ｂ）は、線基準計測における計測点および基準点の例を示す。図４１（ａ）および図４１（ｂ）に示す画像Ｇ１１は、被写体ＯＢ１１および被写体ＯＢ１２の像を含む。第１の基準点Ｐ９０１、第２の基準点Ｐ９０２、および計測点Ｐ９０３は、特徴的な場所である被写体ＯＢ１１のエッジに設定されている。図４１（ａ）および図４１（ｂ）において、第１の基準点Ｐ９０１および第２の基準点Ｐ９０２に基づく基準線Ｌ９０１が示されている。また、図４１（ａ）および図４１（ｂ）において、計測点Ｐ９０３および基準線Ｌ９０１に基づく補助線Ｌ９０２が示されている。

【0009】

２つの基準点間の距離が小さいほど基準線の誤差が大きくなりやすい。そのため、２つの基準点間の距離が大きいことが好ましい。図４１（ｂ）の第１の基準点Ｐ９０１および第２の基準点Ｐ９０２間の距離は、図４１（ａ）の第１の基準点Ｐ９０１および第２の基準点Ｐ９０２間の距離よりも大きい。この観点では、図４１（ｂ）では図４１（ａ）よりも計測結果の信頼度が高い。

【0010】

２つの基準点間では基準線の誤差は小さい。計測点から基準線への垂線と基準線との交点が２つの基準点間にない場合、その交点における基準線の誤差は大きくなりやすい。そのため、その交点は２つの基準点間にあることが好ましい。計測点から基準線への垂線と基準線との交点は、基準線において計測点に最も近い点である。図４１（ａ）において計測点Ｐ９０３から基準線Ｌ９０１への垂線と基準線Ｌ９０１との交点Ｐ９０４は第１の基準点Ｐ９０１および第２の基準点Ｐ９０２間にない。図４１（ｂ）において計測点Ｐ９０３から基準線Ｌ９０１への垂線と基準線Ｌ９０１との交点Ｐ９０４は第１の基準点Ｐ９０１および第２の基準点Ｐ９０２間にある。したがって、この観点でも、図４１（ｂ）では図４１（ａ）よりも計測結果の信頼度が高い。

【0011】

適切な計測点および基準点は、計測モードによって異なる。ユーザーは、計測モード毎の判断基準に基づいて適切な計測点および基準点を判断する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００６−３２９６８４号公報

【特許文献2】特許第５５３０２２５号公報

【特許文献3】特開２０１６−８０６７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

特許文献１に開示された方法により特徴点が提示された場合、ユーザーはどの特徴点が計測に適しているのかを容易に判断することができない。特に、計測の特性を把握していないユーザーは、提示された特徴点から適切な計測点および基準点を選択することが困難である。同様に、特許文献２に開示された方法が使用される場合、ユーザーは、適切な計測点および基準点を容易に設定することができない。

【0014】

特許文献３に開示された方法が使用される場合、ユーザーによって指定される３つの基準点が計測の信頼度に影響する。基準点が適切に設定されない場合、特許文献３に開示された方法では信頼度の高い結果を得ることができない。

【0015】

本発明は、ユーザーによる点の指定を簡易化することができ、かつ計測結果の信頼度を高めることができる計測装置、計測システム、計測装置の作動方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明は、被写体の第１の画像を取得する画像取得部と、前記第１の画像と、前記第１の画像に基づく第２の画像との少なくとも１つをモニタに表示させる表示制御部と、計測モードを示す計測モード情報が記録された記録媒体から前記計測モード情報を読み出す情報読み出し部と、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像においてユーザーにより指定された第１の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に複数の基準指定点を設定する基準指定点設定部と、前記複数の基準指定点に基づいて、前記計測モード情報が示す前記計測モードで使用される基準線または基準面を算出する基準算出部と、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像において前記ユーザーにより指定された第２の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に計測点を設定する計測点設定部と、前記基準算出部によって算出された前記基準線または前記基準面と、前記計測点と、前記計測モードとに基づいて、前記被写体の計測を実行する計測部と、を有する計測装置において、前記基準線または前記基準面を算出するための前記複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を、前記計測点が設定された前記第１の画像または前記第２の画像と、前記複数の基準指定点と、前記計測モードと、前記計測点とに基づいて算出する基準点算出部をさらに有し、前記基準算出部は、前記基準点算出部によって算出された前記複数の基準点に基づいて、新たな前記基準線または前記基準面を算出することを特徴とする計測装置である。

【0017】

本発明は、被写体の第１の画像を取得する画像取得装置と、前記画像取得装置によって取得された前記第１の画像が入力され、かつ前記第１の画像を使用して前記被写体の計測を実行する計測装置と、を有し、前記計測装置は、前記第１の画像と、前記第１の画像に基づく第２の画像との少なくとも１つをモニタに表示させる表示制御部と、計測モードを示す計測モード情報が記録された記録媒体から前記計測モード情報を読み出す情報読み出し部と、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像においてユーザーにより指定された第１の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に複数の基準指定点を設定する基準指定点設定部と、前記複数の基準指定点に基づいて、前記計測モード情報が示す前記計測モードで使用される基準線または基準面を算出する基準算出部と、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像において前記ユーザーにより指定された第２の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に計測点を設定する計測点設定部と、前記基準算出部によって算出された前記基準線または前記基準面と、前記計測点と、前記計測モードとに基づいて、前記被写体の計測を実行する計測部と、前記基準線または前記基準面を算出するための前記複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を、前記計測点が設定された前記第１の画像または前記第２の画像と、前記複数の基準指定点と、前記計測モードと、前記計測点とに基づいて算出する基準点算出部と、を有し、前記基準算出部は、前記基準点算出部によって算出された前記複数の基準点に基づいて、新たな前記基準線または前記基準面を算出することを特徴とする計測システムである。

【0018】

本発明は、被写体の第１の画像を取得する画像取得ステップと、前記第１の画像と、前記第１の画像に基づく第２の画像との少なくとも１つをモニタに表示させる表示ステップと、計測モードを示す計測モード情報が記録された記録媒体から前記計測モード情報を読み出す情報読み出しステップと、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像においてユーザーにより指定された第１の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に複数の基準指定点を設定する基準指定点設定ステップと、前記複数の基準指定点に基づいて、前記計測モード情報が示す前記計測モードで使用される基準線または基準面を算出する第１の基準算出ステップと、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像において前記ユーザーにより指定された第２の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に計測点を設定する計測点設定ステップと、前記算出された基準線または基準面と、前記計測点と、前記計測モードとに基づいて、前記被写体の計測を実行する計測ステップと、前記基準線または前記基準面を算出するための前記複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を、前記計測点が設定された前記第１の画像または前記第２の画像と、前記複数の基準指定点と、前記計測モードと、前記計測点とに基づいて算出する基準点算出ステップと、前記基準点算出ステップによって算出された前記複数の基準点に基づいて、新たな前記基準線または前記基準面を算出する第２の基準算出ステップと、を有することを特徴とする計測装置の作動方法である。

【0019】

本発明は、被写体の第１の画像を取得する画像取得ステップと、前記第１の画像と、前記第１の画像に基づく第２の画像との少なくとも１つをモニタに表示させる表示ステップと、計測モードを示す計測モード情報が記録された記録媒体から前記計測モード情報を読み出す情報読み出しステップと、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像においてユーザーにより指定された第１の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に複数の基準指定点を設定する基準指定点設定ステップと、前記複数の基準指定点に基づいて、前記計測モード情報が示す前記計測モードで使用される基準線または基準面を算出する第１の基準算出ステップと、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像において前記ユーザーにより指定された第２の位置に基づいて、前記モニタに表示された前記第１の画像または前記第２の画像に計測点を設定する計測点設定ステップと、前記算出された基準線または基準面と、前記計測点と、前記計測モードとに基づいて、前記被写体の計測を実行する計測ステップと、前記基準線または前記基準面を算出するための前記複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を、前記計測点が設定された前記第１の画像または前記第２の画像と、前記複数の基準指定点と、前記計測モードと、前記計測点とに基づいて算出する基準点算出ステップと、前記基準点算出ステップによって算出された前記複数の基準点に基づいて、新たな前記基準線または前記基準面を算出する第２の基準算出ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、計測装置、計測システム、計測装置の作動方法、およびプログラムは、ユーザーによる点の指定を簡易化することができ、かつ計測結果の信頼度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１の実施形態による内視鏡装置の全体構成を示す斜視図である。

【図2】本発明の第１の実施形態による内視鏡装置の内部構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の第１の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の第１の実施形態における３次元計測の手順を示すフローチャートである。

【図5】本発明の第１の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図6】本発明の第１の実施形態における基準点算出処理の手順を示すフローチャートである。

【図7】本発明の第１の実施形態によるエッジ画像の例を示す図である。

【図8】本発明の第１の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図9】本発明の第１の実施形態の変形例によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。

【図10】本発明の第１の実施形態の変形例による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図11】本発明の第２の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。

【図12】本発明の第２の実施形態における３次元計測の手順を示すフローチャートである。

【図13】本発明の第２の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図14】本発明の第２の実施形態における基準点算出処理の手順を示すフローチャートである。

【図15】本発明の第２の実施形態における指標の算出方法を説明するための図である。

【図16】本発明の第２の実施形態における指標の算出方法を説明するための図である。

【図17】本発明の第２の実施形態における基準面の算出結果を示す図である。

【図18】本発明の第２の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図19】本発明の第２の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図20】本発明の第３の実施形態における３次元計測の手順を示すフローチャートである。

【図21】本発明の第３の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図22】本発明の第４の実施形態における３次元計測の手順を示すフローチャートである。

【図23】本発明の第４の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図24】本発明の第５の実施形態における３次元計測の手順を示すフローチャートである。

【図25】本発明の第５の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図26】本発明の第６の実施形態における３次元計測の手順を示すフローチャートである。

【図27】本発明の第６の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図28】本発明の第７の実施形態によるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。

【図29】本発明の第７の実施形態における３次元計測の手順を示すフローチャートである。

【図30】本発明の第７の実施形態による表示部に表示される画像の第１の例を示す図である。

【図31】本発明の第７の実施形態による表示部に表示される画像の第２の例を示す図である。

【図32】本発明の第７の実施形態の変形例による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図33】本発明の第７の実施形態の変形例による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図34】本発明の第７の実施形態の変形例による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図35】本発明の第８の実施形態における３次元計測の手順を示すフローチャートである。

【図36】本発明の第８の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図37】本発明の第８の実施形態による表示部に表示される画像の例を示す図である。

【図38】本発明の第９の実施形態による内視鏡システムの全体構成を示す斜視図である。

【図39】本発明の第９の実施形態による外部端末装置の機能構成を示すブロック図である。

【図40】本発明の第９の実施形態における３次元計測の手順を示すフローチャートである。

【図41】線基準計測における計測点および基準点の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。以下では、計測装置が内視鏡装置である例を説明する。計測装置は、計測機能を有する装置でありさえすればよく、内視鏡装置に限らない。内視鏡装置およびその他の装置を構成する各部は有線と無線とのどちらで互いに接続されても構わない。

【0023】

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置１（計測装置）の外観を示す。内視鏡装置１は、被写体を撮像し、画像から被写体の幾何学的特徴を計測する。検査者は、種々の被写体の観察と計測とを行うために、挿入部２の先端に装着される光学アダプターの交換と、内蔵された計測処理プログラムの選択と、計測処理プログラムの追加とを行うことが可能である。

【0024】

図１に示すように、内視鏡装置１は、挿入部２、コントロールユニット３、操作部４、および表示部５を有する。

【0025】

挿入部２は、被写体の内部に挿入される。挿入部２は、先端２０から基端部にわたって屈曲可能な細長い管状である。挿入部２は、計測部分を撮像し、かつ撮像信号をコントロールユニット３に出力する。挿入部２の先端２０には、光学アダプターが装着される。コントロールユニット３は、挿入部２を収納する収納部を備えた制御装置である。操作部４は、内視鏡装置１に対するユーザーの操作を受ける。表示部５は、表示画面を有し、かつ挿入部２で撮像された被写体の画像および操作メニュー等を表示画面に表示する。

【0026】

操作部４は、ユーザーインタフェースである。例えば、ユーザーインタフェースは、ボタン、スイッチ、キー、マウス、ジョイスティック、タッチパッド、トラックボール、およびタッチパネルの少なくとも１つである。表示部５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等のモニタ（ディスプレイ）である。表示部５は、タッチパネルであってもよい。その場合、操作部４および表示部５は一体化される。

【0027】

図２に示すように、コントロールユニット３は、内視鏡ユニット８、ＣＣＵ（Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）９、および制御ユニット１０を有する。内視鏡ユニット８は、図示していない光源装置および湾曲装置を有する。光源装置は、観察に必要な照明光を供給する。湾曲装置は、図示していない湾曲機構を湾曲させる。挿入部２の先端２０には撮像素子２８が内蔵されている。撮像素子２８は、イメージセンサである。撮像素子２８は、光学アダプターを介して結像された被写体像を光電変換し、かつ撮像信号を生成する。ＣＣＵ９は、撮像素子２８を駆動する。撮像素子２８から出力された撮像信号がＣＣＵ９に入力される。ＣＣＵ９は、撮像素子２８により取得された撮像信号に対して、増幅およびノイズ除去等を含む前処理を行う。ＣＣＵ９は、前処理が行われた撮像信号をＮＴＳＣ信号等の映像信号に変換する。

【0028】

制御ユニット１０は、映像信号処理回路１２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４、カードインタフェース１５、外部機器インタフェース１６、制御インタフェース１７、およびＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１８ａを有する。

【0029】

映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号に対して、所定の映像処理を施す。例えば、映像信号処理回路１２は、視認性向上に関わる映像処理を行う。例えば、その映像処理は、色再現、階調補正、ノイズ抑制、および輪郭強調などである。映像信号処理回路１２は、計測実行時には、計測性能を向上させるための処理も行う。また、映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号と、ＣＰＵ１８ａによって生成されるグラフィック画像信号とを合成する。グラフィック画像信号は、操作画面の画像および計測情報等を含む。計測情報は、カーソルの画像、指定点の画像、および計測結果等を含む。映像信号処理回路１２は、合成された映像信号を表示部５に出力する。

【0030】

ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１８ａが内視鏡装置１の動作を制御するためのプログラムが記録された不揮発性の記録媒体である。ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１８ａが内視鏡装置１の制御のために使用する情報を一時的に記憶する揮発性の記録媒体である。ＣＰＵ１８ａは、ＲＯＭ１３に記録されたプログラムに基づいて内視鏡装置１の動作を制御する。

【0031】

着脱可能な記録媒体であるメモリカード４２がカードインタフェース１５に接続される。カードインタフェース１５は、メモリカード４２に記憶されている制御処理情報および画像情報等を制御ユニット１０に取り込む。また、カードインタフェース１５は、内視鏡装置１によって生成された制御処理情報および画像情報等をメモリカード４２に記録する。

【0032】

ＵＳＢ機器等の外部機器が外部機器インタフェース１６に接続される。例えば、パーソナルコンピュータ４１が外部機器インタフェース１６に接続される。外部機器インタフェース１６は、パーソナルコンピュータ４１への情報の送信とパーソナルコンピュータ４１からの情報の受信とを行う。これによって、パーソナルコンピュータ４１のモニタが情報を表示することができる。また、ユーザーがパーソナルコンピュータ４１を介して、内視鏡装置１の制御に関する操作を行うことができる。

【0033】

制御インタフェース１７は、操作部４、内視鏡ユニット８、およびＣＣＵ９と動作制御のための通信を行う。制御インタフェース１７は、操作部４を介してユーザーによって入力された指示をＣＰＵ１８ａに通知する。制御インタフェース１７は、光源装置および湾曲装置の制御のための制御信号を内視鏡ユニット８に出力する。制御インタフェース１７は、撮像素子２８の制御のための制御信号をＣＣＵ９に出力する。

【0034】

ＣＰＵ１８ａが実行するプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。この記録媒体に記録されたプログラムを内視鏡装置１以外のコンピュータが読み込み、かつ実行してもよい。例えば、パーソナルコンピュータ４１がプログラムを読み込んで実行してもよい。パーソナルコンピュータ４１は、プログラムに従って、内視鏡装置１を制御するための制御情報を内視鏡装置１に送信することにより内視鏡装置１を制御してもよい。あるいは、パーソナルコンピュータ４１は、内視鏡装置１から映像信号を取得し、かつ取得された映像信号を使用して計測を行ってもよい。

【0035】

上述したプログラムは、このプログラムが保存された記憶装置等を有するコンピュータから、伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により内視鏡装置１に伝送されてもよい。プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように、情報を伝送する機能を有する媒体である。また、上述したプログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上述したプログラムは、前述した機能をコンピュータに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0036】

上記のように、内視鏡装置１は、撮像素子２８（撮像部）、ＣＣＵ９（画像取得部）、およびＣＰＵ１８ａを有する。撮像素子２８は、計測対象の物体である被写体を撮像し、かつ撮像信号を生成する。これにより、撮像素子２８は、被写体の画像（第１の画像）を生成する。ＣＣＵ９は、撮像信号に基づいて映像信号（画像データ）を生成する。映像信号は、被写体の画像を含む。したがって、ＣＣＵ９は、被写体を撮像することにより生成された、その被写体の画像を取得する。ＣＣＵ９により取得された画像はＣＰＵ１８ａに入力される。

【0037】

第１の実施形態の内視鏡装置１は、線基準計測機能を有する。第１の実施形態において、２つの基準指定点および１つの計測指定点がユーザーにより指定される。基準指定点は、ユーザーにより基準点として指定された位置を示す。計測指定点は、ユーザーにより計測点として指定された位置を示す。２つの基準指定点に基づいて、信頼度が高い計測結果が得られる２つの基準点が算出される。基準点は、線基準計測における基準線および面基準計測における基準面を算出するための基準位置を示す。計測指定点の位置に計測点が設定される。計測点は、被写体の寸法を計測する位置を示す。

【0038】

例えば、内視鏡装置１はステレオ計測を行う。ステレオ計測では、異なる複数の視点に対応する２つの被写体像に基づいて三角測量の原理で被写体の計測が行われる。内視鏡装置１に適用される計測方式は、ステレオ計測に限らない。例えば、内視鏡装置１は、空間的な位相が異なる複数の縞パターンが投影された被写体の画像を使用する位相シフト法による計測を行ってもよい。あるいは、内視鏡装置１は、ランダムパターンが投影された被写体の画像を使用する計測を行ってもよい。

【0039】

図３は、ＣＰＵ１８ａの機能構成を示す。制御部１８０、表示制御部１８１、基準指定点設定部１８２、計測指定点設定部１８３、基準点算出部１８４、３次元座標算出部１８５、基準線算出部１８６、計測部１８７、および情報読み出し部１８８によってＣＰＵ１８ａの機能が構成されている。図３に示すブロックの少なくとも１つがＣＰＵ１８ａとは別の回路で構成されてもよい。

【0040】

図３に示す各部は、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成されてもよい。例えば、プロセッサは、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、およびＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の少なくとも１つである。例えば、論理回路は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）およびＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）の少なくとも１つである。図３に示す各部は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。図３に示す各部は、１つまたは複数の論理回路を含むことができる。

【0041】

制御部１８０は、各部が行う処理を制御する。表示制御部１８１は、ＣＣＵ９により取得された画像を表示部５に表示させる。表示制御部１８１は、ユーザーが基準指定点および計測指定点を指定するためのカーソルを画像上に表示させる。表示制御部１８１は、基準指定点、計測指定点、基準点、および計測点のマークを画像上に表示させる。表示制御部１８１は、基準線等の線を画像上に表示させる。表示制御部１８１は、ユーザーが所定の操作を行うためのボタンを画像上に表示させる。表示制御部１８１は、計測モードおよび計測結果を示す文字を画像上に表示させる。

【0042】

例えば、表示制御部１８１は、カーソル等のグラフィック画像信号を生成する。表示制御部１８１は、生成されたグラフィック画像信号を映像信号処理回路１２に出力する。映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から出力された映像信号と、ＣＰＵ１８ａから出力されたグラフィック画像信号とを合成する。これにより、カーソル等が画像に重畳される。映像信号処理回路１２は、合成された映像信号を表示部５に出力する。表示部５は、カーソル等が重畳された画像を表示する。表示制御部１８１は、ユーザーが操作部４を操作することにより入力したカーソル移動指示を検出し、かつカーソル移動指示に基づいてカーソルの位置を逐次更新する。

【0043】

基準指定点設定部１８２は、表示部５に表示された画像においてユーザーにより指定された位置（第１の位置）に基づいて、ＣＣＵ９により取得され、かつ表示部５に表示された画像に複数の基準指定点を設定する。複数の基準指定点の位置は、互いに異なる。第１の実施形態において、基準指定点設定部１８２は２つの基準指定点を設定する。

【0044】

計測指定点設定部１８３（計測点設定部）は、表示部５に表示された画像においてユーザーにより指定された位置（第２の位置）に基づいて、ＣＣＵ９により取得され、かつ表示部５に表示された画像に計測指定点を設定する。第１の実施形態において、計測指定点設定部１８３は１つの計測指定点を設定する。第１の実施形態において計測指定点設定部１８３は、計測指定点の位置に計測点を設定する。第２の位置は、第１の位置と同じである、または異なる。

【0045】

操作部４は、ユーザーが操作部４を操作することにより入力した基準指定点および計測指定点を受け付ける。操作部４は、ユーザーにより指定された基準指定点および計測指定点の位置を示す情報を出力する。操作部４から出力されたその情報は、制御インタフェース１７に入力される。制御インタフェース１７に入力されたその情報は、ＣＰＵ１８ａに入力される。基準指定点設定部１８２は、ＣＰＵ１８ａに入力されたその情報に基づいて基準指定点を設定する。計測指定点設定部１８３は、ＣＰＵ１８ａに入力されたその情報に基づいて計測指定点を設定する。設定された基準指定点および計測指定点の情報は、ＲＡＭ１４に保持される。基準指定点および計測指定点の位置が特定の画像に関連付けられることにより、基準指定点および計測指定点が設定される。

【0046】

後述するように、基準線算出部１８６（基準算出部）は、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点に基づいて、計測モード情報が示す計測モードで使用される基準線を算出する。基準点算出部１８４は、基準線を算出するための複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を算出する。基準点算出部１８４は、計測点が設定された画像と、複数の基準指定点と、計測モードと、複数の計測指定点と、計測点とに基づいて複数の基準点を算出する。複数の基準点の位置は、互いに異なる。

【0047】

第１の実施形態において、基準点算出部１８４は、基準指定点設定部１８２によって設定された２つの基準指定点に基づいて２つの基準点を算出する。基準点算出部１８４は、基準点の位置（座標）を算出する。算出された２つの基準点の情報は、ＲＡＭ１４に保持される。基準点の位置が特定の画像に関連付けられることにより、基準点が設定される。基準点算出部１８４は、複数の基準点のうちの一部については、複数の基準指定点に含まれる基準指定点と同じ位置の点を基準点として算出してもよい。

【0048】

計測モード情報が示す計測モードは、線基準計測および面基準計測のいずれか１つを示す。計測モード情報は、その計測モードで実行される処理の手順を示す。計測モード情報は、その計測モードで基準点を算出するためのアルゴリズムを含む。つまり、計測モード情報は、その計測モードの特性に応じた基準点の算出方法を示す。基準点算出部１８４は、計測モード情報が示す計測モードに基づいて、少なくとも１つの基準点を算出する。基準点算出部１８４は、ユーザーにより指定された位置に基準点が設定される場合よりも計測結果の信頼度が高まるような位置にある少なくとも１つの基準点を算出する。第１の実施形態における計測モード情報は、線基準計測を示す。

【0049】

３次元座標算出部１８５は、ＣＣＵ９により取得された画像を使用して、基準指定点、計測指定点、基準点、および計測点の各々の３次元座標を算出する。具体的には、３次元座標算出部１８５は、ＣＣＵ９により取得された画像における基準指定点、計測指定点、基準点、および計測点の各々の位置に対応する３次元座標を算出する。

【0050】

基準線算出部１８６は、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点に基づいて第１の基準線を算出する。具体的には、基準線算出部１８６は、２つの基準指定点の各々の３次元座標を通る、３次元空間上の直線である第１の基準線を算出する。また、基準線算出部１８６は、３次元空間上の第１の基準線が撮像素子２８の撮像面に投影されたときにできる２次元の第１の基準線を算出する。具体的には、基準線算出部１８６は、３次元の第１の基準線を構成する複数の構成点の各々を撮像素子２８の撮像面に投影した投影点の２次元座標を算出する。投影点の２次元座標は、ＲＯＭ１３に保存されている、出荷時に個体毎に求められたカメラパラメーターを使って算出される。例えば、カメラパラメーターは、焦点距離、画素サイズ、ディストーションに関するパラメータなどである。基準線算出部１８６は、投影点の２次元座標を使用して、投影点を通る２次元の第１の基準線を算出する。光学系の歪曲収差等の影響により、２次元の基準線は直線とは限らない。第１の基準線は、２つの基準指定点に基づく仮の基準線である。第１の基準線が線基準計測に使用されるとは限らない。

【0051】

基準線算出部１８６は、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて第２の基準線を算出する。具体的には、基準線算出部１８６は、２つの基準点の各々の３次元座標を通る、３次元空間上の直線である第２の基準線を算出する。また、基準線算出部１８６は、３次元空間上の第２の基準線が撮像素子２８の撮像面に投影されたときにできる２次元の第２の基準線を算出する。２次元の第２の基準線の算出方法は、２次元の第１の基準線の算出方法と同様である。第２の基準線は、線基準計測に使用される基準線である。複数の基準指定点に基づいて第１の基準線が算出された後、基準線算出部１８６は、複数の基準点に基づいて新たな第２の基準線を算出する。

【0052】

基準線算出部１８６は、計測指定点の３次元座標を通り、かつ３次元の第１の基準線に垂直な第１の補助線を算出してもよい。また、基準線算出部１８６は、３次元空間上の第１の補助線が撮像素子２８の撮像面に投影されたときにできる２次元の第１の補助線を算出してもよい。２次元の第１の補助線の算出方法は、２次元の第１の基準線の算出方法と同様である。

【0053】

基準線算出部１８６は、計測点の３次元座標を通り、かつ３次元の第２の基準線に垂直な第２の補助線を算出してもよい。また、基準線算出部１８６は、３次元空間上の第２の補助線が撮像素子２８の撮像面に投影されたときにできる２次元の第２の補助線を算出してもよい。２次元の第２の補助線の算出方法は、２次元の第２の基準線の算出方法と同様である。

【0054】

計測部１８７は、基準線、計測点、および計測モードに基づいて、被写体の計測を実行する。具体的には、計測部１８７は、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて決定された基準線を使用して、計測モード情報が示す計測モードで被写体の計測を実行する。つまり、計測部１８７は、その計測モードで被写体の寸法を計測する。これにより、計測部１８７は、被写体の３次元形状を計測する。第１の実施形態において計測部１８７は、基準線算出部１８６によって算出された３次元の基準線と、計測指定点設定部１８３によって設定された計測点の３次元座標との３次元距離を算出する。

【0055】

情報読み出し部１８８は、計測モードを示す計測モード情報が記録された記録媒体から計測モード情報を読み出す。計測モード情報はＲＯＭ１３に記録されている。情報読み出し部１８８は、計測モード情報をＲＯＭ１３から読み出す。

【0056】

図４を使用して、第１の実施形態における３次元計測について説明する。図４は、３次元計測の手順を示す。

【0057】

撮像素子２８は、被写体を撮像し、かつ撮像信号を生成する。ＣＣＵ９は、撮像信号に基づいて映像信号を生成することにより、被写体の画像を取得する。ＣＰＵ１８ａは、映像信号処理回路１２を介して被写体の画像をＣＣＵ９から取得する。一方、ＣＣＵ９から出力された映像信号は映像信号処理回路１２によって処理され、かつ表示部５に出力される。表示部５は、映像信号に基づいて被写体の画像を表示する。ユーザーは、操作部４を操作することにより、被写体の画像において基準指定点および計測指定点を指定することができる。カーソルが被写体の画像上に表示されるが、以下の説明ではカーソルは省略される。

【0058】

情報読み出し部１８８は、計測モード情報をＲＯＭ１３から読み出す（ステップＳ１００）。読み出された計測モード情報は、線基準計測を示す。ＣＰＵ１８ａの各部は、線基準計測で規定された処理を実行する。

【0059】

ステップＳ１００の後、基準指定点設定部１８２は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが基準指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に第１の基準指定点を設定する。表示制御部１８１は、第１の基準指定点を画像上に表示させる（ステップＳ１０１）。

【0060】

ステップＳ１０１の後、基準指定点設定部１８２は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが基準指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に第２の基準指定点を設定する。表示制御部１８１は、第２の基準指定点を画像上に表示させる（ステップＳ１０２）。

【0061】

ステップＳ１０２の後、３次元座標算出部１８５は、第１の基準指定点および第２の基準指定点の各々の３次元座標を算出する。基準線算出部１８６は、第１の基準指定点および第２の基準指定点の各々の３次元座標を通る第１の基準線を算出する。基準線算出部１８６は、３次元空間上の第１の基準線が撮像素子２８の撮像面に投影されたときにできる２次元の第１の基準線を算出する。表示制御部１８１は、２次元の基準線を表示部５に表示させる（ステップＳ１０３）。

【0062】

ステップＳ１０３の後、計測指定点設定部１８３は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが計測指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に計測指定点を設定する。表示制御部１８１は、計測指定点を画像上に表示させる（ステップＳ１０４）。第１の実施形態において、計測指定点は計測点と同じである。そのため、ステップＳ１０４において設定された計測指定点は計測点としても扱われる。

【0063】

ステップＳ１０４において基準線算出部１８６は、計測指定点の３次元座標を通り、かつ３次元の第１の基準線に垂直な第１の補助線を算出してもよい。ステップＳ１０４において基準線算出部１８６は、３次元空間上の第１の補助線が撮像素子２８の撮像面に投影されたときにできる２次元の第１の補助線を算出してもよい。ステップＳ１０４において表示制御部１８１は、２次元の第１の補助線を表示部５に表示させてもよい。

【0064】

ステップＳ１０４の後、ユーザーは、操作部４を操作することにより、基準点の最適化の指示を入力する。操作部４は、その指示を受け付け、かつその指示を示す情報を出力する。操作部４から出力されたその情報は、制御インタフェース１７に入力される。制御インタフェース１７に入力されたその情報は、ＣＰＵ１８ａに入力される。制御部１８０は、基準点の最適化の指示を検出する（ステップＳ１０５）。

【0065】

ステップＳ１０５の後、基準点算出処理が実行される（ステップＳ１０６）。基準点算出処理において基準点算出部１８４は、第１の基準指定点および第２の基準指定点に基づく計測が実行される場合よりも計測結果の信頼度が高まる第１の基準点および第２の基準点を算出する。基準点算出処理の詳細については後述する。

【0066】

ステップＳ１０６の後、基準線算出部１８６は、第１の基準点および第２の基準点の各々の３次元座標を通る第２の基準線を算出する。基準線算出部１８６は、３次元空間上の第２の基準線が撮像素子２８の撮像面に投影されたときにできる２次元の第２の基準線を算出する。表示制御部１８１は、２次元の第２の基準線を表示部５に表示させる（ステップＳ１０７）。

【0067】

ステップＳ１０７において基準線算出部１８６は、計測点の３次元座標を通り、かつ３次元の第２の基準線に垂直な第２の補助線を算出してもよい。ステップＳ１０７において基準線算出部１８６は、３次元空間上の第２の補助線が撮像素子２８の撮像面に投影されたときにできる２次元の第２の補助線を算出してもよい。ステップＳ１０７において表示制御部１８１は、２次元の第２の補助線を表示部５に表示させてもよい。

【0068】

ステップＳ１０７の後、ユーザーは、第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用するか否かを決定する。ユーザーは、操作部４を操作することにより、決定結果を入力する。操作部４は、その決定結果を受け付け、かつその決定結果を示す情報を出力する。操作部４から出力されたその決定結果は、制御インタフェース１７に入力される。制御インタフェース１７に入力されたその決定結果は、ＣＰＵ１８ａに入力される。制御部１８０は、その決定結果に基づいて、ユーザーが第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。

【0069】

ステップＳ１０８において、ユーザーが第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用しなかったと制御部１８０が判断した場合、ステップＳ１０１における処理が実行される。このとき、ユーザーは、第１の基準指定点および第２の基準指定点を再度設定することができる。

【0070】

ステップＳ１０８において、ユーザーが第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用したと制御部１８０が判断した場合、計測部１８７は、線基準計測を実行する。つまり、計測部１８７は、ステップＳ１０７において算出された３次元の第２の基準線と、計測点の３次元座標との３次元距離を算出する（ステップＳ１０９）。

【0071】

ステップＳ１０９の後、表示制御部１８１は、計測結果を表示部５に表示させる。つまり、表示制御部１８１は、ステップＳ１０９において算出された３次元距離を表示部５に表示させる（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０における処理が実行されることにより、３次元計測が終了する。

【0072】

上記の例では、第１の基準指定点および第２の基準指定点に基づいて第１の基準点および第２の基準点が算出される。第１の基準指定点および第２の基準指定点のいずれか１つは基準点に設定されてもよい。もう１つの基準点は、第１の基準指定点および第２の基準指定点に基づいて、上記の処理と同様の処理により算出されてもよい。

【0073】

２つの基準指定点および第１の基準線のいずれか一方のみが表示されてもよい。２つの基準点および第２の基準線のいずれか一方のみが表示されてもよい。基準指定点および計測指定点の表示は必須ではない。基準点および計測点の表示は必須ではない。第１の基準線および第２の基準線の表示は必須ではない。計測結果の表示は必須ではない。

【0074】

図５（ａ）は、表示部５に表示される画像の例を示す。図５（ａ）に示すように、画像Ｇ１が表示される。画像Ｇ１は、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２の像を含む。計測モードを示す文字ＣＨ１が画像Ｇ１上に表示される。文字ＣＨ１は、計測モードが線基準計測であることを示す。ステップＳ１０４において計測指定点が指定された後の画像Ｇ１が図５（ａ）に示されている。

【0075】

ステップＳ１０１において、被写体ＯＢ１のエッジ上の第１の基準指定点Ｐ１０１が設定される。ステップＳ１０２において、被写体ＯＢ１のエッジ上の第２の基準指定点Ｐ１０２が設定される。第１の基準指定点Ｐ１０１および第２の基準指定点Ｐ１０２が画像Ｇ１上に表示される。ステップＳ１０３において、第１の基準線が算出される。２次元の第１の基準線Ｌ１０１が画像Ｇ１上に表示される。図５（ａ）に示す例では、第１の基準線Ｌ１０１は被写体ＯＢ１のエッジと一致していない。ステップＳ１０４において、被写体ＯＢ１のエッジ上の計測指定点Ｐ１０３が設定される。計測指定点Ｐ１０３および２次元の第１の補助線Ｌ１０２が画像Ｇ１上に表示される。

【0076】

ボタンＢＴ１が画像Ｇ１上に表示される。ユーザーは、操作部４を操作することにより、ボタンＢＴ１を押すことができる。例えば、カーソルがボタンＢＴ１と重なっているときにユーザーが所定の操作を行うことにより、ボタンＢＴ１が押される。ボタンＢＴ１が押されたとき、ステップＳ１０５において基準点の最適化の指示が入力される。

【0077】

図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すボタンＢＴ１が押されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。ステップＳ１０６において、第１の基準点Ｐ２０１および第２の基準点Ｐ２０２が算出される。第１の基準点Ｐ２０１および第２の基準点Ｐ２０２が画像Ｇ１上に表示される。表示制御部１８１は、第１の基準点Ｐ２０１および第２の基準点Ｐ２０２と一緒に第１の基準指定点Ｐ１０１および第２の基準指定点Ｐ１０２を表示部５に表示させてもよい。基準点および基準指定点が表示されることにより、ユーザーは、自分が意図した基準点の位置と、推定された基準点の位置とが合っているか否かを確認することができる。

【0078】

計測指定点Ｐ１０３と同じ位置に計測点Ｐ２０３が表示される。ステップＳ１０７において、第２の基準線が算出される。２次元の第２の基準線Ｌ２０１が画像Ｇ１上に表示される。２次元の第２の補助線Ｌ２０２が画像Ｇ１上に表示される。

【0079】

図５（ｂ）に示す例では、第２の基準線Ｌ２０１は被写体ＯＢ１のエッジと良く一致している。そのため、信頼度が高い計測結果が得られることが期待できる。

【0080】

ボタンＢＴ２およびボタンＢＴ３が画像Ｇ１上に表示される。ユーザーは、操作部４を操作することにより、ボタンＢＴ２およびボタンＢＴ３を押すことができる。ユーザーが第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用すると決定した場合、ユーザーはボタンＢＴ２を押す。ユーザーが第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用しないと決定した場合、ユーザーはボタンＢＴ３を押す。ボタンＢＴ２またはボタンＢＴ３が押されたとき、決定結果が入力される。ボタンＢＴ２が押されたとき、ステップＳ１０９において線基準計測が実行される。ボタンＢＴ３が押されたとき、ステップＳ１０１においてユーザーは第１の基準点を再度設定することができる。

【0081】

図５（ｂ）に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点と、当該複数の基準点に基づいて決定された第２の基準線とを画像上に表示させる。

【0082】

図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点と、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点とを画像上に表示させる。基準点および基準指定点は同時に表示されてもよい。

【0083】

図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、第２の基準線および第１の基準線を画像上に表示させる。第２の基準線は、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて決定される。第１の基準線は、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点に基づいて決定される。第２の基準線および第１の基準線は同時に表示されてもよい。

【0084】

図６は、ステップＳ１０６における基準点算出処理の手順を示す。図６を使用して基準点算出処理の詳細を説明する。

【0085】

基準点算出部１８４は、ＣＣＵ９により取得された画像に対して微分フィルタを使用した処理を実行することにより、エッジを抽出する。微分フィルタとして、ＬｏＧフィルタ、Ｓｏｂｅｌフィルタ、およびＰｒｅｗｉｔｔフィルタ等が使用できる。基準点算出部１８４は、抽出されたエッジで構成されたエッジ画像を生成する（ステップＳ２００）。

【0086】

図７（ａ）は、エッジ画像の例を示す。図７（ａ）に示すエッジ画像Ｅ１は、図５（ａ）に示す画像Ｇ１から抽出されたエッジで構成されている。

【0087】

ステップＳ２００の後、基準点算出部１８４は、ステップＳ１０３において算出された２次元の第１の基準線に基づいて複数の仮基準点を算出する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１において、３つ以上の仮基準点が算出される。算出された仮基準点の情報は、ＲＡＭ１４に保持される。

【0088】

ステップＳ２０１における処理の詳細を説明する。演算の効率化のために、ステップＳ１０３において算出された２次元の第１の基準線の近傍に最適な基準点が存在すると仮定する。図７（ｂ）に示すように、基準点算出部１８４は、第１の基準線Ｌ１０１をエッジ画像Ｅ１に設定する。基準点算出部１８４は、第１の基準線Ｌ１０１を基準とする所定の範囲において仮基準点ＴＰ１０１を算出する。具体的には、基準点算出部１８４は、第１の基準線Ｌ１０１から１０ピクセル以内の範囲において、画像のエッジから仮基準点ＴＰ１０１を抽出する。図７（ｂ）に示す例では、第１の基準線Ｌ１０１から１０ピクセル離れた線Ｌ１０１ａおよび線Ｌ１０１ｂの間の範囲において、１０個の仮基準点ＴＰ１０１が抽出される。これらの仮基準点ＴＰ１０１は、基準点の候補である。例えば、１０個の仮基準点ＴＰ１０１の間隔はほぼ均等である。仮基準点として抽出される点が限定されることにより、演算量が大幅に減る。

【0089】

ステップＳ２０１の後、基準点算出部１８４は、複数の仮基準点から２つの仮基準点を選択する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２における処理は、複数回実行される。１回目の処理では、任意の２つの仮基準点が選択される。Ｎ回目の処理で選択される２つの仮基準点の組み合わせは、１回目からＮ−１回目の処理で選択された２つの仮基準点の組み合わせとは異なる。Ｎは２以上の整数である。

【0090】

ステップＳ２０２の後、基準点算出部１８４は、複数の指標を算出する（ステップＳ２０３）。

【0091】

ステップＳ２０３における処理の詳細を説明する。以下の例では、基準点算出部１８４は指標Ａ、指標Ｂ、および指標Ｃを算出する。指標Ａは、２つの仮基準点間の距離の大きさを示す。指標Ｂは、２つの仮基準点と計測指定点との位置関係に関する。指標Ｂは、計測指定点から基準線への垂線と基準線との交点と、２つの仮基準点の重心との距離の大きさを示す。計測指定点から基準線への垂線と基準線との交点は、基準線において計測指定点に最も近い点である。計測指定点から基準線への垂線は、計測指定点を通り、かつ基準線に垂直な直線である。２つの仮基準点の重心は、２つの仮基準点の中点である。指標Ｃは、２次元の基準線と画像のエッジとの一致度を示す。各指標は、０から１の間となるように正規化される。計測モード情報は、基準点算出処理において算出される指標の情報を含む。つまり、基準点算出処理において算出される指標は、計測モード情報によって規定されている。

【0092】

基準点算出部１８４は、ステップＳ２０２において選択された２つの仮基準点に基づいて、各指標の算出に使用される基準線を算出する。基準線算出部１８６が、各指標の算出に使用される基準線を算出してもよい。

【0093】

基準点算出部１８４は、式（１）および式（２）に基づいて指標Ａを算出する。式（１）において、Ｗは画像の横サイズであり、かつＨは画像の縦サイズである。式（１）におけるＬは式（２）で表される。式（２）において、２つの仮基準点の座標はそれぞれ（ｘ_１，ｙ_１）および（ｘ_２，ｙ_２）である。２つの仮基準点間の距離が大きいほど、指標Ａは大きい。

【0094】

【数1】

【0095】

基準点算出部１８４は、式（３）、式（４）、および式（５）に基づいて指標Ｂを算出する。式（３）および式（４）におけるＤは式（５）で表される。式（３）および式（４）におけるＬは式（２）で表される。式（５）において、２つの仮基準点の座標はそれぞれ（ｘ_１，ｙ_１）および（ｘ_２，ｙ_２）である。式（５）において、計測指定点から２次元の基準線への垂線とその基準線との交点の座標は（ｘ_Ｃ，ｙ_Ｃ）である。その交点と２つの仮基準点の重心との距離が小さいほど、指標Ｂは大きい。

【0096】

【数2】

【0097】

基準点算出部１８４は、式（６）に基づいて指標Ｃを算出する。式（６）において、Ｎ_Ａは、画像上における基準線の画素数である。基準点算出部１８４は、図７（ａ）に示すエッジ画像Ｅ１において、基準線上の画素の数をカウントすることにより、Ｎ_Ａを算出する。式（６）において、Ｎ_Ｂは、画像上におけるエッジと基準線とが一致している画素数である。基準点算出部１８４は、図７（ａ）に示すエッジ画像Ｅ１において、エッジと基準線とが重なる画素の数をカウントすることにより、Ｎ_Ｂを算出する。２次元の基準線と画像のエッジとの一致度が高いほど、指標Ｃは大きい。

【0098】

【数3】

【0099】

ステップＳ２０３の後、基準点算出部１８４は、複数の指標の和を算出することにより、評価値を算出する（ステップＳ２０４）。例えば、ステップＳ２０４において基準点算出部１８４は、上記の指標Ａ、指標Ｂ、および指標Ｃの和を算出する。基準点算出部１８４は、３つの指標の積を算出してもよい。基準点算出部１８４は、各指標に対して、重み付けのための係数を乗算し、その和をとってもよい。

【0100】

ステップＳ２０４の後、基準点算出部１８４は、全ての仮基準点の組み合わせに対して評価値が算出されたか否かを判断する（ステップＳ２０５）。

【0101】

ステップＳ２０５において、評価値が算出されていない２つの仮基準点の組み合わせがあると基準点算出部１８４が判断した場合、ステップＳ２０２における処理が実行される。その場合、２つの仮基準点の組み合わせが変更され、かつ仮基準点の組み合わせ毎に、複数の指標と、評価値とが算出される。

【0102】

ステップＳ２０５において、全ての仮基準点の組み合わせに対して評価値が算出されたと基準点算出部１８４が判断した場合、基準点算出部１８４は、評価値が最大となる２つの仮基準点の組み合わせを選択する。これにより、基準点算出部１８４は、第１の基準点および第２の基準点を選択する。選択された２つの仮基準点がそれぞれ、第１の基準点および第２の基準点である。表示制御部１８１は、第１の基準点および第２の基準点を画像上に表示させる（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６における処理が実行されることにより、基準点算出処理が終了する。

【0103】

図６に示す基準点算出処理において基準点算出部１８４は、複数の基準点の少なくとも１つの位置が、計測モード情報が示す計測モードの特性に応じた基準を満たす位置になるように、少なくとも１つの基準点を算出する。

【0104】

ステップＳ２０１において基準点算出部１８４は、表示部５に表示された画像に複数の仮基準点を設定する。複数の仮基準点の位置は、互いに異なる。第１の実施形態において、少なくとも３つの仮基準点が設定される。ステップＳ２０２において基準点算出部１８４は、少なくとも２つの仮基準点を含む組み合わせを選択する。ステップＳ２０３およびステップＳ２０４において基準点算出部１８４は、仮基準点の組み合わせ毎に、その組み合わせに含まれる少なくとも２つの仮基準点が基準に適合する度合いを示す評価値を算出する。第１の組み合わせの評価値が示す第１の度合いが第２の組み合わせの評価値が示す第２の度合いよりも高い場合、ステップＳ２０６において基準点算出部１８４は、第１の組み合わせに含まれる少なくとも２つの仮基準点のうちの少なくとも１つを基準点に設定する。

【0105】

ステップＳ２０３において基準点算出部１８４は、仮基準点の組み合わせ毎に、その組み合わせに含まれる少なくとも２つの仮基準点の位置に基づいて、複数の基準毎に異なる複数の指標を算出する。ステップＳ２０４において基準点算出部１８４は、仮基準点の組み合わせ毎に、複数の指標に基づいて評価値を算出する。

【0106】

基準点算出処理において基準点算出部１８４は、複数の基準点の間の距離が広がるような複数の基準点を算出する。基準点算出部１８４は、複数の基準点の間の距離が複数の基準指定点の間の距離よりも広がるような複数の基準点を算出する。例えば、複数の基準点間の距離の最小値は複数の基準指定点間の距離の最小値よりも大きく、かつ複数の基準点間の距離の最大値は複数の基準指定点間の距離の最大値よりも大きい。複数の基準点間の距離の平均が複数の基準指定点間の距離の平均よりも大きくてもよい。基準点算出部１８４は、指標Ａが反映された評価値に基づいて、上記の条件を満たす複数の基準点を算出する。

【0107】

基準点算出処理において基準点算出部１８４は、計測点または計測指定点から基準線への垂線と基準線との交点が複数の基準点の重心に近づくような複数の基準点を算出する。基準点算出部１８４は、第１の距離が第２の距離よりも小さくなるような複数の基準点を算出する。第１の距離は、計測点または計測指定点から第２の基準線への垂線と基準線との交点と、複数の基準点の重心との距離である。第２の距離は、計測点または計測指定点から第１の基準線への垂線と基準線との交点と、複数の基準指定点の重心との距離である。基準点算出部１８４は、指標Ｂが反映された評価値に基づいて、上記の条件を満たす複数の基準点を算出する。

【0108】

基準点算出部１８４は、基準線が被写体の端部を近似する度合いが高まるような複数の基準点を算出する。基準点算出部１８４は、第１の度合いが第２の度合いよりも高まるような複数の基準点を算出する。第１の度合いは、複数の基準点に基づいて決定された第２の基準線が被写体の端部を近似する度合いである。第２の度合いは、複数の基準指定点に基づいて決定された第１の基準線が被写体の端部を近似する度合いである。基準点算出部１８４は、指標Ｃが反映された評価値に基づいて、上記の条件を満たす複数の基準点を算出する。

【0109】

計測の原理および計測モードなどの理解が充分ではないユーザーが計測を行う場合であっても、基準点算出処理が実行されることにより、線基準計測モードに最適な基準点が設定される。

【0110】

上記の方法で基準点が算出された後、基準点算出部１８４は、その基準点の座標近傍において、最適な基準点の座標をより細かく算出してもよい。仮基準点が抽出される範囲および仮基準点の数は、システムに応じて求められる処理時間と最適な基準点位置の算出精度とのバランスを考慮して決定される。最適な基準点位置を求める方法は、例えばＬｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法を用いて繰り返し最適化を行う方法などであってもよい。最適な基準点を算出するアルゴリズムの種類は問わない。

【0111】

上記の指標Ａ、指標Ｂ、指標Ｃを除く他の指標が使用されてもよい。例えば、ユーザーが指定した基準指定点と、仮基準点との距離に関する指標が使用されてもよい。その距離が小さいほど、その指標は大きい。仮基準点におけるマッチングの相関値に関する指標が使用されてもよい。ステレオ計測における２つの画像の一方に設定された仮基準点の座標に基づいて、２つの画像の他方における対応点の座標がマッチング処理により算出される。その処理において相関値が算出される。相関値が大きいほど、指標は大きい。

【0112】

仮基準点と画像上のエッジとの距離に関する指標が使用されてもよい。その距離が小さいほど、その指標は大きい。仮基準点におけるテクスチャの強さに関する指標が使用されてもよい。そのテクスチャが強いほど、その指標は大きい。２つの仮基準点から算出された基準線と、３次元画像におけるエッジの３次元座標との一致度に関する指標が使用されてもよい。基準線とエッジの３次元座標との一致度が高いほど、その指標は大きい。これらの指標以外の指標が使用されてもよい。上記の指標Ａ、指標Ｂ、指標Ｃのうちの１つまたは２つと他の指標とが使用されてもよい。上記の指標Ａ、指標Ｂ、指標Ｃのうちの１つまたは２つのみが使用されてもよい。

【0113】

上記の指標を組み合わせることにより、ユーザーが画像の見た目だけでは最適な基準点を判断できない場合であっても、基準点算出部１８４は、最適な基準点を容易に算出することができる。

【0114】

最適な基準点の決定のためにユーザーの意図が考慮されてもよい。例えば、ステップＳ１０８において、図８（ａ）に示すように、ボタンＢＴ４が画像Ｇ１上に表示されてもよい。ユーザーは、図５（ａ）に示すボタンＢＴ１に対する操作と同様の操作によりボタンＢＴ４を押すことができる。ボタンＢＴ４が押されたとき、第１の基準点および第２の基準点が変更される。つまり、第１の基準点および第２の基準点を構成する２つの仮基準点の組み合わせが変更される。

【0115】

最初に、評価値が最大となる２つの仮基準点が第１の基準点および第２の基準点として選択され、かつそれらが表示される。ボタンＢＴ４が押されたとき、第１の基準点および第２の基準点として選択された２つの仮基準点の組み合わせが変更される。図８（ａ）に示す例では、ボタンＢＴ４が押されたとき、第１の基準点Ｐ２０３および第２の基準点２０５が表示される。第２の基準点Ｐ２０５の位置は、図５（ａ）に示す第２の基準指定点Ｐ１０２の位置と同じである。つまり、ユーザーによって指定された２つの基準指定点のうちの一方が基準点として選択され、かつ２つの基準指定点のうちの他方が最適化される。即ち、基準点算出部１８４は、２つの基準指定点のうちの一方の位置と同じ位置にある点を基準点として算出する。基準点算出部１８４は、２つの基準点のうちの他方のみを最適化の対象として、その基準指定点の位置とは異なる位置にある点を基準点として算出する。

【0116】

図８（ｂ）に示す例では、ボタンＢＴ４が押されたとき、第１の基準点Ｐ２０６および第２の基準点２０７が表示される。この例では、指標Ａの重み付けが小さく設定され、かつ仮基準点の組み合わせ毎に評価値が再度算出される。算出された評価値が最大となる２つの仮基準点の組み合わせが選択される。

【0117】

２つの基準点の他の候補が算出されるとき、新たな指標の導入、あるいは各指標の重み付けの変更により、基準点算出部１８４は、既に算出された２つの基準点の特性とは異なる特性を持った２つの基準点の候補を算出することができる。

【0118】

表示制御部１８１は、ユーザーによる基準点の選択を補助するための情報を表示部５に表示させてもよい。例えば、表示制御部１８１は、基準点の算出に使用された各指標の値を表示部５に表示させてもよい。あるいは、表示制御部１８１は、基準点の算出に使用された各指標の重み付けの度合いを表示部５に表示させてもよい。あるいは、表示制御部１８１は、算出された基準点が画像上のエッジと良く一致していることを示すメッセージを表示部５に表示させてもよい。

【0119】

ユーザーが第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用するか否かを決定する前に、その第１の基準点および第２の基準点に基づく線基準計測の結果が表示されてもよい。図８（ａ）および図８（ｂ）に示すようにユーザーが２つの基準点の他の候補を指定できるように内視鏡装置１が構成されている場合も、ユーザーによる決定の前に線基準計測の結果が表示されてもよい。これにより、ユーザーは、基準点の他の候補と計測結果とを随時確認することができる。そのため、ユーザーは、計測結果も考慮して基準点の妥当性を判断することができる。

【0120】

図４に示すステップＳ１０４の後、ステップＳ１０６における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ１０５における処理が省略されてもよい。

【0121】

図４に示すステップＳ１０７の後、ステップＳ１０９における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ１０８における処理が省略されてもよい。この場合、ユーザーが基準指定点を指定しただけで、内視鏡装置１は最適な計測結果を得ることができる。ステップＳ１０８における処理が省略されるとともに、２つの基準指定点に基づいて算出された第１の基準点および第２の基準点が表示されなくてもよい。この場合、ユーザーは基準点の確認を行う必要がない。

【0122】

基準点および計測点が表示された後、ユーザーが基準点および計測点の位置を自由に修正できてもよい。ユーザーは、操作部４を操作することにより、基準点または計測点の位置を指定する指示を入力してもよい。操作部４は、その指示を受け付け、かつその指示を示す情報を出力する。操作部４から出力されたその情報は、制御インタフェース１７に入力される。制御インタフェース１７に入力されたその情報は、ＣＰＵ１８ａに入力される。基準点算出部１８４は、ユーザーによって指定された基準点の位置を、ユーザーによって指定された位置に変更する。計測指定点設定部１８３は、計測点の位置を、ユーザーによって指定された位置に変更する。これにより、ユーザーは、内視鏡装置１によって提示された基準点および計測点の位置を参考にし、かつそれらの位置を微調整することができる。そのため、ユーザーが意図的に指定した位置での計測結果が得られる。

【0123】

上記の例では２つの基準点が算出されるが、３つ以上の基準点が算出され、かつそれらに基づいて基準線が算出されてもよい。これにより、基準線の確からしさが上がる。上記の例では基準線は直線であるが、基準線は曲線であってもよい。

【0124】

上記のように、基準点算出部１８４は、計測モード情報が示す計測モードに基づいて、少なくとも１つの基準点を算出する。計測結果の信頼度が高まりやすい位置の基準点が算出される。ユーザーが基準指定点の位置（第１の位置）を正確に指定する必要はない。そのため、内視鏡装置１は、ユーザーによる基準点の指定を簡易化することができ、かつ計測結果の信頼度を高めることができる。

【0125】

ユーザーは従来のようにサブピクセル単位で正確に点の指定を行う必要がない。そのため、内視鏡装置１は、特にタッチパネルなどを使用する入力によるユーザーの操作の負担を大幅に減らすことができる。３次元計測機能に関する知識を持たないユーザーが内視鏡装置１を操作する場合であっても、内視鏡装置１は信頼度が高い計測結果を得ることができる。

【0126】

上記のように、内視鏡装置１が自動的に算出した基準点が表示される。これにより、ユーザーは、基準点が計測に適しているか否かを確認することができる。

【0127】

（第１の実施形態の変形例）
本発明の第１の実施形態の変形例において、第１の実施形態におけるＣＰＵ１８ａは、図９に示すＣＰＵ１８ｂに変更される。図９は、ＣＰＵ１８ｂの機能構成を示す。図９に示す構成について、図３に示す構成と異なる点を説明する。

【0128】

ＣＰＵ１８ｂは、図３に示す構成に加えて、計測点算出部１８９を有する。計測点算出部１８９は、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点に基づいて計測点を算出する。言い換えると、計測点算出部１８９は、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて計測点を算出する。言い換えると、計測点算出部１８９は、基準線算出部１８６によって算出された基準線に基づいて計測点を算出する。計測点算出部１８９は、ユーザーにより指定された位置に計測点が設定される場合よりも計測結果の信頼度が高まるような位置にある計測点を算出する。算出された計測点の情報は、ＲＡＭ１４に保持される。計測点の位置が特定の画像に関連付けられることにより、計測点が設定される。

【0129】

計測点算出部１８９は、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成されてもよい。計測点算出部１８９は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。計測点算出部１８９は、１つまたは複数の論理回路を含むことができる。

【0130】

上記以外の点について、図９に示す構成は、図３に示す構成と同様である。

【0131】

図１０（ａ）は、２つの基準指定点および１つの計測指定点が指定された後に表示部５に表示される画像の例を示す。第１の基準指定点Ｐ１０１、第２の基準指定点Ｐ１０２、および計測指定点Ｐ１０４が画像Ｇ１上に表示される。２次元の第１の基準線Ｌ１０１および２次元の第１の補助線Ｌ１０３が画像Ｇ１上に表示される。図１０（ａ）において、計測指定点Ｐ１０４は画像のエッジ上の点である。しかし、計測指定点Ｐ１０４の位置は、被写体ＯＢ１の欠損（凹部）における最も深い位置ではない。ボタンＢＴ１が画像Ｇ１上に表示される。ボタンＢＴ１が押されたとき、基準点の最適化の指示が入力される。

【0132】

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すボタンＢＴ１が押されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。第１の基準点Ｐ２０１および第２の基準点Ｐ２０２が算出され、かつ第１の基準点Ｐ２０１および第２の基準点Ｐ２０２が画像Ｇ１上に表示される。２次元の第２の基準線Ｌ２０１が画像Ｇ１上に表示される。２つの基準点が算出された後、計測点算出部１８９は、第２の基準線Ｌ２０１に基づいて計測点Ｐ２０４を算出する。図１０（ｂ）に示す例では、計測点算出部１８９は、画像Ｇ１上のエッジにおいて第２の基準線Ｌ２０１から最も遠い点を算出し、かつその点を計測点Ｐ２０４に設定する。計測点Ｐ２０４は被写体ＯＢ１上の欠損において最も深い位置であるため、線基準計測の結果の信頼度が高まる。２次元の第２の補助線Ｌ２０７が画像Ｇ１上に表示される。

【0133】

上記のように、計測点算出部１８９は、計測点を算出する。計測結果の信頼度が高まりやすい位置の計測点が算出される。ユーザーが計測指定点の位置（第２の位置）を正確に指定する必要はない。そのため、内視鏡装置１は、ユーザーによる計測点の指定を簡易化することができ、かつ計測結果の信頼度を高めることができる。

【0134】

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態の内視鏡装置１は、面基準計測機能を有する。第２の実施形態において、３つの基準指定点および１つの計測指定点がユーザーにより指定される。３つの基準指定点に基づいて、信頼度が高い計測結果が得られる３つの基準点が算出される。計測指定点の位置に計測指定点が設定される。

【0135】

第２の実施形態において、第１の実施形態におけるＣＰＵ１８ａは、図１１に示すＣＰＵ１８ｃに変更される。図１１は、ＣＰＵ１８ｃの機能構成を示す。図１１に示す構成について、図３に示す構成と異なる点を説明する。

【0136】

ＣＰＵ１８ｂは、図３に示す基準線算出部１８６の代わりに基準面算出部１９０を有する。後述するように、基準面算出部１９０（基準算出部）は、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点に基づいて、計測モード情報が示す計測モードで使用される基準面を算出する。基準点算出部１８４は、基準面を算出するための複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を算出する。第２の実施形態において、基準指定点設定部１８２は３つの基準指定点を設定する。基準点算出部１８４は、基準面を算出するための複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を算出する。第２の実施形態において、基準点算出部１８４は、基準指定点設定部１８２によって設定された３つの基準指定点に基づいて３つの基準点を算出する。第２の実施形態における計測モード情報は、面基準計測を示す。

【0137】

基準面算出部１９０は、基準指定点設定部１８２によって設定された３つの基準指定点に基づいて第１の基準面を算出する。具体的には、基準面算出部１９０は、３つの基準指定点の各々の３次元座標を通る、３次元空間上の平面である第１の基準面を算出する。第１の基準面は、３つの基準指定点に基づく仮の基準面である。第１の基準面が面基準計測に使用されるとは限らない。

【0138】

基準面算出部１９０は、基準点算出部１８４によって算出された３つの基準点に基づいて第２の基準面を算出する。具体的には、基準面算出部１９０は、３つの基準点の各々の３次元座標を通る、３次元空間上の平面である第２の基準面を算出する。第２の基準面は、面基準計測に使用される基準面である。複数の基準指定点に基づいて第１の基準面が算出された後、基準面算出部１９０は、複数の基準点に基づいて新たな第２の基準面を算出する。

【0139】

基準面算出部１９０は、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成されてもよい。基準面算出部１９０は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。基準面算出部１９０は、１つまたは複数の論理回路を含むことができる。

【0140】

計測部１８７は、基準面、計測点、および計測モードに基づいて、被写体の計測を実行する。具体的には、計測部１８７は、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて決定された基準面を使用して、計測モード情報が示す計測モードで被写体の計測を実行する。第２の実施形態において計測部１８７は、基準面算出部１９０によって算出された３次元の基準面と、計測指定点設定部１８３によって設定された計測点の３次元座標との３次元距離を算出する。

【0141】

上記以外の点について、図１１に示す構成は、図３に示す構成と同様である。

【0142】

図１２を使用して、第２の実施形態における３次元計測について説明する。図１２は、３次元計測の手順を示す。

【0143】

第１の実施形態と同様に、表示部５は被写体の画像を表示する。ユーザーは、操作部４を操作することにより、被写体の画像において基準指定点および計測指定点を指定することができる。

【0144】

情報読み出し部１８８は、計測モード情報をＲＯＭ１３から読み出す（ステップＳ３００）。読み出された計測モード情報は、面基準計測を示す。ＣＰＵ１８ｃの各部は、面基準計測で規定された処理を実行する。

【0145】

ステップＳ３００の後、基準指定点設定部１８２は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが基準指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に第１の基準指定点を設定する。表示制御部１８１は、第１の基準指定点を画像上に表示させる（ステップＳ３０１）。

【0146】

ステップＳ３０１の後、基準指定点設定部１８２は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが基準指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に第２の基準指定点を設定する。表示制御部１８１は、第２の基準指定点を画像上に表示させる（ステップＳ３０２）。

【0147】

ステップＳ３０２の後、基準指定点設定部１８２は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが基準指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に第３の基準指定点を設定する。表示制御部１８１は、第３の基準指定点を画像上に表示させる（ステップＳ３０３）。

【0148】

ステップＳ３０３の後、表示制御部１８１は、３つの基準指定点を通る第１の補助線を表示部５に表示させてもよい。

【0149】

ステップＳ３０３の後、３次元座標算出部１８５は、画像における全画素の３次元座標を算出する。基準面算出部１９０は、第１の基準指定点、第２の基準指定点、および第３の基準指定点の各々の３次元座標を通る第１の基準面を算出する。基準面算出部１９０は、第１の基準面を構成する複数の構成点の各々と各画素の３次元座標との距離が所定の値よりも小さいか否かを構成点毎かつ画素毎に判断する。基準面算出部１９０は、その距離が所定の値よりも小さくなる画素を選択する。これにより、基準面算出部１９０は、被写体上の点のうち第１の基準面に近い点を選択する。つまり、基準面算出部１９０は、被写体上の点のうち第１の基準面上の点とほぼ一致する点を選択する。表示制御部１８１は、基準面算出部１９０によって選択された画素を表示部５に表示させる（ステップＳ３０４）。

【0150】

なお、３次元座標算出部１８５によって実行される、画像における全画素の３次元座標の算出処理は、ステップＳ３００よりも前に行われてもよいし、ステップＳ３００〜ステップＳ３０３における処理が実行されている期間中にその処理と同時に行われても良い。

【0151】

例えば、ステップＳ３０４において、基準面算出部１９０によって選択された画素は所定の色で表示される。これにより、第１の基準面のうち被写体の表面と一致する領域が表示される。ユーザーは、２次元の画像において第１の基準面の位置を知ることができる。

【0152】

ステップＳ３０４の後、計測指定点設定部１８３は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが計測指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に計測指定点を設定する。表示制御部１８１は、計測指定点を画像上に表示させる（ステップＳ３０５）。第２の実施形態において、計測指定点は計測点と同じである。そのため、ステップＳ３０５において設定された計測指定点は計測点としても扱われる。

【0153】

ステップＳ３０５の後、ユーザーは、操作部４を操作することにより、基準点の最適化の指示を入力する。操作部４は、その指示を受け付け、かつその指示を示す情報を出力する。操作部４から出力されたその情報は、制御インタフェース１７に入力される。制御インタフェース１７に入力されたその情報は、ＣＰＵ１８ａに入力される。制御部１８０は、基準点の最適化の指示を検出する（ステップＳ３０６）。

【0154】

ステップＳ３０６の後、基準点算出処理が実行される（ステップＳ３０７）。基準点算出処理において基準点算出部１８４は、第１の基準指定点、第２の基準指定点、および第３の基準指定点に基づく計測が実行される場合よりも計測結果の信頼度が高まる第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点を算出する。基準点算出処理の詳細については後述する。

【0155】

ステップＳ３０７の後、表示制御部１８１は、３つの基準点を通る第２の補助線を表示部５に表示させてもよい。

【0156】

ステップＳ３０７の後、基準面算出部１９０は、第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点の各々の３次元座標を通る第２の基準面を算出する。基準面算出部１９０は、第２の基準面を構成する複数の構成点の各々と各画素の３次元座標との距離が所定の値よりも小さいか否かを構成点毎かつ画素毎に判断する。基準面算出部１９０は、その距離が所定の値よりも小さくなる画素を選択する。これにより、基準面算出部１９０は、被写体上の点のうち第２の基準面に近い点を選択する。つまり、基準面算出部１９０は、被写体上の点のうち第２の基準面上の点とほぼ一致する点を選択する。表示制御部１８１は、基準面算出部１９０によって選択された画素を表示部５に表示させる（ステップＳ３０８）。

【0157】

例えば、ステップＳ３０８において、基準面算出部１９０によって選択された画素は所定の色で表示される。これにより、第２の基準面のうち被写体の表面と一致する領域が表示される。ユーザーは、２次元の画像において第２の基準面の位置を知ることができる。

【0158】

ステップＳ３０８の後、計測部１８７は、面基準計測を実行する。つまり、計測部１８７は、ステップＳ３０８において算出された第２の基準面と、計測点の３次元座標との３次元距離を算出する（ステップＳ３０９）。

【0159】

ステップＳ３０９の後、表示制御部１８１は、計測結果を表示部５に表示させる。つまり、表示制御部１８１は、ステップＳ３０９において算出された３次元距離を表示部５に表示させる（ステップＳ３１０）。ステップＳ３１０における処理が実行されることにより、３次元計測が終了する。

【0160】

上記の例では、第１の基準指定点、第３の基準指定点、および第３の基準指定点に基づいて第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点が算出される。第１の基準指定点、第２の基準指定点、および第３の基準指定点のいずれか１つまたは２つは基準点に設定されてもよい。他の２つまたは１つの基準点は、第１の基準指定点、第２の基準指定点、および第３の基準指定点に基づいて、上記の処理と同様の処理により算出されてもよい。

【0161】

３つの基準指定点および第１の基準面のいずれか一方のみが表示されてもよい。３つの基準点および第２の基準面のいずれか一方のみが表示されてもよい。基準指定点および計測指定点の表示は必須ではない。基準点および計測点の表示は必須ではない。第１の基準面および第２の基準面の表示は必須ではない。計測結果の表示は必須ではない。

【0162】

基準指定点設定部１８２は、４つ以上の基準指定点を設定してもよい。基準点算出部１８４は、４つ以上の基準点を算出してもよい。

【0163】

図１３（ａ）は、表示部５に表示される画像の例を示す。図１３（ａ）に示すように、画像Ｇ１が表示される。画像Ｇ１は、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２の像を含む。計測モードを示す文字ＣＨ２が画像Ｇ１上に表示される。文字ＣＨ２は、計測モードが面基準計測であることを示す。ステップＳ３０５において計測指定点が指定された後の画像Ｇ１が図１３（ａ）に示されている。

【0164】

ステップＳ３０１において、第１の基準指定点Ｐ１１１が被写体ＯＢ１上に設定される。ステップＳ３０２において、第２の基準指定点Ｐ１１２が被写体ＯＢ１上に設定される。ステップＳ３０３において、第３の基準指定点Ｐ１１３が被写体ＯＢ１上に設定される。第１の基準指定点Ｐ１１１、第２の基準指定点Ｐ１１２、および第３の基準指定点Ｐ１１３が画像Ｇ１上に表示される。３つの基準指定点を順番に接続する第１の補助線Ｌ１１１が画像Ｇ１上に表示される。ステップＳ３０４において、第１の基準面が算出される。第１の基準面のうち被写体ＯＢ１の表面と一致する領域ＰＬ１１１が画像Ｇ１上に表示される。ステップＳ３０５において、計測指定点Ｐ１１４が被写体ＯＢ１上に設定される。計測指定点Ｐ１１４が画像Ｇ１上に表示される。

【0165】

ボタンＢＴ１が画像Ｇ１上に表示される。ボタンＢＴ１が押されたとき、ステップＳ３０６において基準点の最適化の指示が入力される。

【0166】

図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示すボタンＢＴ１が押されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。ステップＳ３０７において、第１の基準点Ｐ２１１、第２の基準点Ｐ２１２、および第３の基準点Ｐ２１３が算出される。第１の基準点Ｐ２１１、第２の基準点Ｐ２１２、および第３の基準点Ｐ２１３が画像Ｇ１上に表示される。３つの基準点を順番に接続する第２の補助線Ｌ２１１が画像Ｇ１上に表示される。表示制御部１８１は、第１の基準点Ｐ２１１、第２の基準点Ｐ２１２、および第３の基準点Ｐ２１３と一緒に第１の基準指定点Ｐ１１１、第２の基準指定点Ｐ１１２、および第３の基準指定点Ｐ１１３を表示部５に表示させてもよい。基準点および基準指定点が表示されることにより、ユーザーは、自分が意図した基準点の位置と、推定された基準点の位置とが合っているか否かを確認することができる。

【0167】

計測指定点Ｐ１１４と同じ位置に計測点Ｐ２１４が表示される。ステップＳ３０８において、第２の基準面が算出される。第２の基準面のうち被写体ＯＢ１の表面と一致する領域ＰＬ１１２が画像Ｇ１上に表示される。

【0168】

図１３（ｂ）に示す例では、３つの基準点で構成される三角形の面積は、図１３（ａ）に示す３つの基準指定点で構成される三角形の面積よりも大きい。そのため、図１３（ｂ）に示す領域ＰＬ１１２は、図１３（ａ）に示す領域ＰＬ１１１よりも大きい。つまり、第２の基準面は、第１の基準面と比較して、被写体ＯＢ１の表面とより良く一致している。図１３（ａ）に示す計測指定点Ｐ１１４は、３つの基準指定点で構成される三角形の外側に設定されているが、図１３（ｂ）に示す計測点Ｐ２１４は、３つの基準点で構成される三角形の内側に設定されている。以上により、信頼度が高い計測結果が得られることが期待できる。

【0169】

図１３（ｂ）に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点を画像上に表示させる。図１３（ｂ）に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて決定された第２の基準面を画像上に表示させる。

【0170】

図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点と、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点とを画像上に表示させる。基準点および基準指定点は同時に表示されてもよい。

【0171】

図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、第２の基準面および第１の基準面を画像上に表示させる。第２の基準面は、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて決定される。第１の基準面は、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点に基づいて決定される。第２の基準面および第１の基準面は同時に表示されてもよい。

【0172】

図１４は、ステップＳ３０７における基準点算出処理の手順を示す。図１４を使用して基準点算出処理の詳細を説明する。

【0173】

基準点算出部１８４は、ステップＳ３０４において算出された第１の基準面のうち被写体の表面と一致する領域に基づいて複数の仮基準点を算出する（ステップＳ４００）。ステップＳ４００において、４つ以上の仮基準点が算出される。算出された仮基準点の情報は、ＲＡＭ１４に保持される。

【0174】

ステップＳ４００における処理の詳細を説明する。演算の効率化のために、ステップＳ３０４において算出された第１の基準面のうち被写体の表面と一致する領域の近傍に最適な基準点が存在すると仮定する。例えば、基準点算出部１８４は、その領域の中から所定の数の仮基準点を抽出する。あるいは、基準点算出部１８４は、その領域の境界から所定のピクセル以内の範囲において、所定の数の仮基準点を抽出する。仮基準点として抽出される点が限定されることにより、演算量が大幅に減る。

【0175】

ステップＳ４００の後、基準点算出部１８４は、複数の仮基準点から３つの仮基準点を選択する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１における処理は、複数回実行される。１回目の処理では、任意の３つの仮基準点が選択される。Ｎ回目の処理で選択される３つの仮基準点の組み合わせは、１回目からＮ−１回目の処理で選択された３つの仮基準点の組み合わせとは異なる。Ｎは２以上の整数である。

【0176】

ステップＳ４０１の後、基準点算出部１８４は、複数の指標を算出する（ステップＳ４０２）。

【0177】

ステップＳ４０２における処理の詳細を説明する。以下の例では、基準点算出部１８４は指標Ａ、指標Ｂ、および指標Ｃを算出する。指標Ａは、３つの仮基準点で構成される三角形の面積の大きさを示す。指標Ｂは、３つの仮基準点と計測指定点との位置関係に関する。指標Ｂは、計測指定点から基準面への垂線と基準面との交点と、３つの仮基準点の重心との距離の大きさを示す。計測指定点から基準面への垂線と基準面との交点は、基準面において計測指定点に最も近い点である。計測指定点から基準面への垂線は、計測指定点を通り、かつ基準面に垂直な直線である。指標Ｃは、被写体上の３次元座標のうち基準面の近傍に存在する３次元座標に対応する画素の数を示す。各指標は、０から１の間となるように正規化される。計測モード情報は、基準点算出処理において算出される指標の情報を含む。つまり、基準点算出処理において算出される指標は、計測モード情報によって規定されている。

【0178】

基準点算出部１８４は、ステップＳ４０１において選択された３つの仮基準点に基づいて、各指標の算出に使用される基準面を算出する。基準面算出部１９０が、各指標の算出に使用される基準面を算出してもよい。

【0179】

基準点算出部１８４は、式（７）に基づいて指標Ａを算出する。式（７）において、Ｓは３つの仮基準点で構成される三角形の面積である。式（７）において、Ｗは画像の横サイズであり、かつＨは画像の縦サイズである。式（７）において、３つの仮基準点の座標はそれぞれ（ｘ_１，ｙ_１）、（ｘ_２，ｙ_２）、および（ｘ_３，ｙ_３）である。３つの仮基準点で構成される三角形の面積が大きいほど、指標Ａは大きい。

【0180】

【数4】

【0181】

基準点算出部１８４は、式（８）、式（９）、および式（１０）に基づいて指標Ｂを算出する。式（８）および式（９）におけるＤは式（１０）で表される。式（１０）において、３つの仮基準点の座標はそれぞれ（ｘ_１，ｙ_１）、（ｘ_２，ｙ_２）、および（ｘ_３，ｙ_３）である。式（１０）において、計測指定点から３次元の基準面への垂線と基準面との交点の座標は（ｘ_Ｃ，ｙ_Ｃ）である。

【0182】

【数5】

【0183】

式（８）および式（９）におけるＬ_ａは式（１１）で表される。式（１１）において、Ｌ_ａはＬ_１、Ｌ_２、およびＬ_３の平均である。式（１１）において、Ｌ_１は第１の仮基準点と第２の仮基準点との距離である。式（１１）において、Ｌ_２は第２の仮基準点と第３の仮基準点との距離である。式（１１）において、Ｌ_３は第３の仮基準点と第１の仮基準点との距離である。計測指定点から３次元の基準面への垂線と基準面との交点と、３つの仮基準点の重心との距離が小さいほど、指標Ｂは大きい。

【0184】

【数6】

【0185】

基準点算出部１８４は、式（１２）に基づいて指標Ｃを算出する。式（１２）において、Ｎ_Ａは、基準面を一定間隔の領域に分割したときのその領域の数である。式（１２）において、Ｎ_Ｂは、分割されたその領域の中心に配置された微小な立方体のうち被写体上の３次元点を含む立方体の数である。基準面と被写体の表面との一致度が高いほど、指標Ｃは大きい。

【0186】

【数7】

【0187】

指標Ｃの詳細な算出方法を説明する。ステップＳ３０４において３次元座標算出部１８５によって算出された、画像における全画素の３次元座標が使用される。３次元座標算出部１８５は、ステップＳ４０２において全画素の３次元座標を再度算出してもよい。図１５（ａ）に示す直方体Ｒ１は、全画素の３次元座標を含む。直方体Ｒ１は、被写体ＯＢ１の表面上の点に対応する３次元座標と、被写体ＯＢ２の表面上の点に対応する３次元座標とを含む。直方体Ｒ１を構成する点のＸ座標の最大値は、全画素の３次元座標を構成するＸ座標の最大値と同じである。直方体Ｒ１を構成する点のＸ座標の最小値は、全画素の３次元座標を構成するＸ座標の最小値と同じである。直方体Ｒ１を構成する点のＹ座標と全画素の３次元座標を構成するＹ座標との関係は、Ｘ座標についての関係と同様である。直方体Ｒ１を構成する点のＺ座標と全画素の３次元座標を構成するＺ座標との関係は、Ｘ座標についての関係と同様である。

【0188】

図１５（ｂ）に示すように、ステップＳ４０１において仮基準点Ｐ１１５、仮基準点Ｐ１１６、および仮基準点Ｐ１１７が選択される。ステップＳ４０２において基準点算出部１８４は、仮基準点Ｐ１１５、仮基準点Ｐ１１６、および仮基準点Ｐ１１７を通る基準面ＰＬ１１３を算出する。

【0189】

図１６に示すように、基準点算出部１８４は基準面ＰＬ１１３を複数の領域Ａ１１１に分割する。領域Ａ１１１の数が式（１２）におけるＮ_Ａである。図の簡略化のために領域Ａ１１１の数は少なく示されているが、実際には図１６に示す領域Ａ１１１よりも多くの領域Ａ１１１が設定される。基準点算出部１８４は、各領域Ａ１１１内に微小な立方体Ｃ１を配置する。基準点算出部１８４は、立方体Ｃ１のうち被写体ＯＢ１または被写体ＯＢ２上の３次元点を含む立方体Ｃ１の数をカウントする。カウントされた立方体Ｃ１の数が式（１２）におけるＮ_Ｂである。

【0190】

図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、２つの異なる基準面の算出結果を示す。図１７（ａ）に示すように、仮基準点Ｐ１１５、仮基準点Ｐ１１６、および仮基準点Ｐ１１７を通る基準面ＰＬ１１３が算出される。領域ＰＬ１１３ａは、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２上の３次元点が微小な立方体に含まれる基準面ＰＬ１１３の領域を示す。図１７（ｂ）に示すように、仮基準点Ｐ１１８、仮基準点Ｐ１１９、および仮基準点Ｐ１２０を通る基準面ＰＬ１１４が算出される。領域ＰＬ１１４ａは、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２上の３次元点が微小な立方体に含まれる基準面ＰＬ１１４の領域を示す。

【0191】

図１７（ａ）に示す領域ＰＬ１１３ａは、図１７（ｂ）に示す領域ＰＬ１１４ａよりも広い。つまり、図１７（ａ）に示す基準面ＰＬ１１３は、基準面ＰＬ１１４と比較して、被写体ＯＢ１の表面とより良く一致している。

【0192】

ステップＳ４０２の後、基準点算出部１８４は、複数の指標の和を算出することにより、評価値を算出する（ステップＳ４０３）。例えば、ステップＳ４０３において基準点算出部１８４は、上記の指標Ａ、指標Ｂ、および指標Ｃの和を算出する。基準点算出部１８４は、３つの指標の積を算出してもよい。基準点算出部１８４は、各指標に対して、重み付けのための係数を乗算し、その和をとってもよい。

【0193】

ステップＳ４０３の後、基準点算出部１８４は、全ての仮基準点の組み合わせに対して評価値が算出されたか否かを判断する（ステップＳ４０４）。

【0194】

ステップＳ４０４において、評価値が算出されていない３つの仮基準点の組み合わせがあると基準点算出部１８４が判断した場合、ステップＳ４０１における処理が実行される。その場合、３つの仮基準点の組み合わせが変更され、かつ仮基準点の組み合わせ毎に、複数の指標と、評価値とが算出される。

【0195】

ステップＳ４０４において、全ての仮基準点の組み合わせに対して評価値が算出されたと基準点算出部１８４が判断した場合、基準点算出部１８４は、評価値が最大となる３つの仮基準点の組み合わせを選択する。これにより、基準点算出部１８４は、第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点を選択する。選択された３つの仮基準点がそれぞれ、第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点である。表示制御部１８１は、第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点を画像上に表示させる（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０５における処理が実行されることにより、基準点算出処理が終了する。

【0196】

図１４に示す基準点算出処理において基準点算出部１８４は、複数の基準点の少なくとも１つの位置が、計測モード情報が示す計測モードの特性に応じた基準を満たす位置になるように、少なくとも１つの基準点を算出する。

【0197】

ステップＳ４００において基準点算出部１８４は、表示部５に表示された画像に複数の仮基準点を設定する。複数の仮基準点の位置は、互いに異なる。第２の実施形態において、少なくとも４つの仮基準点が設定される。ステップＳ４０１において基準点算出部１８４は、少なくとも３つの仮基準点を含む組み合わせを選択する。ステップＳ４０２およびステップＳ４０３において基準点算出部１８４は、仮基準点の組み合わせ毎に、その組み合わせに含まれる少なくとも３つの仮基準点が基準に適合する度合いを示す評価値を算出する。第１の組み合わせの評価値が示す適合度が第２の組み合わせの評価値が示す適合度よりも高い場合、ステップＳ４０５において基準点算出部１８４は、第１の組み合わせに含まれる少なくとも３つの仮基準点のうちの少なくとも１つを基準点に設定する。

【0198】

ステップＳ４０２において基準点算出部１８４は、仮基準点の組み合わせ毎に、その組み合わせに含まれる少なくとも３つの仮基準点の位置に基づいて、複数の基準毎に異なる複数の指標を算出する。ステップＳ４０３において基準点算出部１８４は、仮基準点の組み合わせ毎に、複数の指標に基づいて評価値を算出する。

【0199】

基準点算出処理において基準点算出部１８４は、複数の基準点の間の距離が広がるような複数の基準点を算出する。基準点算出部１８４は、複数の基準点の間の距離が複数の基準指定点の間の距離よりも広がるような複数の基準点を算出する。例えば、複数の基準点間の距離の最小値は複数の基準指定点間の距離の最小値よりも大きく、かつ複数の基準点間の距離の最大値は複数の基準指定点間の距離の最大値よりも大きい。複数の基準点間の距離の平均が複数の基準指定点間の距離の平均よりも大きくてもよい。基準点算出部１８４は、指標Ａが反映された評価値に基づいて、上記の条件を満たす複数の基準点を算出する。

【0200】

基準点算出部１８４は、少なくとも３つの基準点を頂点とする多角形の面積が大きくなるような少なくとも３つの基準点を算出する。基準点算出部１８４は、第１の面積が第２の面積よりも大きくなるような少なくとも３つの基準点を算出する。第１の面積は、少なくとも３つの基準点を頂点とする多角形の面積である。第２の面積は、少なくとも３つの基準指定点を頂点とする多角形の面積である。基準点算出部１８４は、指標Ａが反映された評価値に基づいて、この条件を満たす少なくとも３つの基準点を算出する。

【0201】

基準点算出処理において基準点算出部１８４は、計測点または計測指定点から基準面への垂線と基準面との交点が複数の基準点の重心に近づくような複数の基準点を算出する。基準点算出部１８４は、第１の距離が第２の距離よりも小さくなるような複数の基準点を算出する。第１の距離は、計測点または計測指定点から第２の基準面への垂線と基準面との交点と、複数の基準点の重心との距離である。第２の距離は、計測点または計測指定点から第１の基準面への垂線と基準面との交点と、複数の基準指定点の重心との距離である。基準点算出部１８４は、指標Ｂが反映された評価値に基づいて、上記の条件を満たす複数の基準点を算出する。

【0202】

基準点算出部１８４は、基準面が被写体の表面を近似する度合いが高まるような複数の基準点を算出する。基準点算出部１８４は、第１の度合いが第２の度合いよりも高まるような複数の基準点を算出する。第１の度合いは、複数の基準点に基づいて決定された第２の基準面が被写体の表面を近似する度合いである。第２の度合いは、複数の基準指定点に基づいて決定された第１の基準面が被写体の表面を近似する度合いである。基準点算出部１８４は、指標Ｃが反映された評価値に基づいて、上記の条件を満たす複数の基準点を算出する。

【0203】

計測の原理および計測モードなどの理解が充分ではないユーザーが計測を行う場合であっても、基準点算出処理が実行されることにより、面基準計測モードに最適な基準点が設定される。

【0204】

最適な基準点位置を求める方法は、例えばＬｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法を用いて繰り返し最適化を行う方法などであってもよい。最適な基準点を算出するアルゴリズムの種類は問わない。

【0205】

図１８（ａ）は、図１３（ａ）に示す計測指定点Ｐ１１４の位置と異なる位置に計測指定点が設定されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。第１の基準指定点Ｐ１１１、第２の基準指定点Ｐ１１２、および第３の基準指定点Ｐ１１３はそれぞれ、図１３（ａ）に示す第１の基準指定点Ｐ１１１、第２の基準指定点Ｐ１１２、および第３の基準指定点Ｐ１１３と同じである。計測指定点Ｐ１２１が被写体ＯＢ２上に設定される。ボタンＢＴ１が画像Ｇ１上に表示される。

【0206】

図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示すボタンＢＴ１が押されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。第１の基準点Ｐ２１５、第２の基準点Ｐ２１６、および第３の基準点Ｐ２１７が算出される。第１の基準点Ｐ２１５、第２の基準点Ｐ２１６、および第３の基準点Ｐ２１７が画像Ｇ１上に表示される。３つの基準点を順番に接続する第２の補助線Ｌ２１２が画像Ｇ１上に表示される。計測指定点Ｐ１２１と同じ位置に計測点Ｐ２１８が表示される。第２の基準面が算出される。第２の基準面のうち被写体ＯＢ１の表面と一致する領域が画像Ｇ１上に表示される。図１８（ｂ）において、その領域の表示は省略されている。図１８（ａ）に示す計測指定点Ｐ１２１と、図１３（ａ）に示す計測指定点Ｐ１１４との位置が互いに異なるため、図１８（ｂ）に示す３つの基準点の位置は、図１３（ｂ）に示す３つの基準点の位置と異なる。

【0207】

図１２に示すステップＳ３０８において第２の基準面が算出された後、表示制御部１８１は、図１７（ａ）および図１７（ｂ）と同様に、被写体上の３次元点が微小な立方体に含まれる第２の基準面の領域を表示部５に表示させてもよい。これにより、ユーザーは、第２の基準面が被写体の表面と良く一致しているか否かを確認することができる。

【0208】

ステップＳ３０８の後、ユーザーは、第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点を正式な基準点として採用するか否かを決定してもよい。例えば、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ２が表示され、かつボタンＢＴ２が押された場合にステップＳ３０９における処理が実行されてもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ３が表示され、かつボタンＢＴ３が押された場合にステップＳ３０１における処理が実行されてもよい。

【0209】

上記の指標Ａ、指標Ｂ、指標Ｃを除く他の指標が使用されてもよい。例えば、ユーザーが指定した基準指定点と、仮基準点との距離に関する指標が使用されてもよい。その距離が小さいほど、その指標は大きい。仮基準点におけるマッチングの相関値に関する指標が使用されてもよい。相関値が大きいほど、指標は大きい。

【0210】

仮基準点におけるテクスチャの強さに関する指標が使用されてもよい。そのテクスチャが強いほど、その指標は大きい。画素の３次元座標のうち基準点の近傍の座標のばらつきに関する指標が使用されてもよい。そのばらつきが小さいほど、その指標は大きい。３つの基準点が同じ物体上にあるか否かに関する指標が使用されてもよい。３つの基準点が同じ物体上にある場合、その指標は大きい。これらの指標以外の指標が使用されてもよい。上記の指標Ａ、指標Ｂ、指標Ｃのうちの１つまたは２つと他の指標とが使用されてもよい。上記の指標Ａ、指標Ｂ、指標Ｃのうちの１つまたは２つのみが使用されてもよい。

【0211】

上記の指標を組み合わせることにより、ユーザーが画像の見た目だけでは最適な基準点を判断できない場合であっても、基準点算出部１８４は、最適な基準点を容易に算出することができる。

【0212】

３つの基準点の他の候補が算出されるとき、新たな指標の導入、あるいは各指標の重み付けの変更により、基準点算出部１８４は、既に算出された３つの基準点の特性とは異なる特性を持った３つの基準点の候補を算出することができる。

【0213】

表示制御部１８１は、ユーザーによる基準点の選択を補助するための情報を表示部５に表示させてもよい。例えば、表示制御部１８１は、基準点の算出に使用された各指標の値を表示部５に表示させてもよい。あるいは、表示制御部１８１は、基準点の算出に使用された各指標の重み付けの度合いを表示部５に表示させてもよい。あるいは、表示制御部１８１は、算出された基準点を通る基準面が被写体の表面と良く一致していることを示すメッセージを表示部５に表示させてもよい。

【0214】

図１２に示すステップＳ３０５の後、ステップＳ３０７における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ３０６における処理が省略されてもよい。

【0215】

図１２に示す３次元計測では、ユーザーが基準指定点を指定しただけで、内視鏡装置１は最適な計測結果を得ることができる。３つの基準指定点に基づいて算出された第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点が表示されなくてもよい。この場合、ユーザーは基準点の確認を行う必要がない。

【0216】

基準点および計測点が表示された後、ユーザーが基準点および計測点の位置を自由に修正できてもよい。これにより、ユーザーは、内視鏡装置１によって提示された基準点および計測点の位置を参考にし、かつそれらの位置を微調整することができる。そのため、ユーザーが意図的に指定した位置での計測結果が得られる。

【0217】

図１９は、３つの基準点が算出された後にユーザーの指示により計測点の位置が変更される例を示す。図１８（ｂ）に示す第１の基準点Ｐ２１５、第２の基準点Ｐ２１６、第３の基準点Ｐ２１７、および計測点Ｐ２１８が表示された後、ユーザーは、操作部４を操作することにより、計測点Ｐ２１８を移動させる。これにより、新しい計測点Ｐ２２２が設定される。基準点算出部１８４は、計測点Ｐ２２２に基づいて第１の基準点Ｐ２１９、第２の基準点Ｐ２２０、および第３の基準点Ｐ２２１を算出する。

【0218】

例えば、計測点Ｐ２１８が計測点Ｐ２２２に変更されたとき、基準点算出部１８４は、計測点Ｐ２２２の周囲にある複数の仮基準点を算出する。その後、基準点算出部１８４は、図１４に示すステップＳ４０１からステップＳ４０５における処理を実行することにより、第１の基準点Ｐ２１９、第２の基準点Ｐ２２０、および第３の基準点Ｐ２２１を算出する。

【0219】

上記の例では３つの基準点が算出されるが、４つ以上の基準点が算出され、かつそれらに基づいて基準面が算出されてもよい。これにより、基準面の確からしさが上がる。上記の例では基準面は平面であるが、基準面は曲面であってもよい。

【0220】

上記のように、基準点算出部１８４は、計測モード情報が示す計測モードに基づいて、複数の基準点を算出する。計測結果の信頼度が高まりやすい位置の基準点が算出される。ユーザーが基準指定点の位置（第１の位置）を正確に指定する必要はない。そのため、内視鏡装置１は、ユーザーによる基準点の指定を簡易化することができ、かつ計測結果の信頼度を高めることができる。

【0221】

ユーザーは従来のようにサブピクセル単位で正確に点の指定を行う必要がない。そのため、内視鏡装置１は、特にタッチパネルなどを使用する入力によるユーザーの操作の負担を大幅に減らすことができる。３次元計測機能に関する知識を持たないユーザーが内視鏡装置１を操作する場合であっても、内視鏡装置１は信頼度が高い計測結果を得ることができる。

【0222】

上記のように、内視鏡装置１が自動的に算出した基準点が表示される。これにより、ユーザーは、基準点が計測に適しているか否かを確認することができる。

【0223】

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態の内視鏡装置１は、線基準計測機能を有する。図３に示すＣＰＵ１８ａを使用して、第３の実施形態を説明する。

【0224】

第３の実施形態において、基準指定点設定部１８２は、ユーザーによって画像上で指定された１つの位置（第１の位置）に基づいて２つの基準指定点を設定する。

【0225】

図２０を使用して、第３の実施形態における３次元計測について説明する。図２０は、３次元計測の手順を示す。図２０に示す処理について、図４に示す処理と異なる点を説明する。

【0226】

ステップＳ１００の後、基準指定点設定部１８２は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが基準指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に基準指定点を設定する。表示制御部１８１は、基準指定点を画像上に表示させる（ステップＳ１１１）。

【0227】

ステップＳ１１１の後、基準指定点設定部１８２は、基準指定点に基づいて、第１の基準指定点および第２の基準指定点を算出する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２の後、ステップＳ１０３における処理が実行される。ステップＳ１０７の後、ステップＳ１０９における処理が実行される。

【0228】

上記以外の点について、図２０に示す処理は、図４に示す処理と同様である。

【0229】

図２１（ａ）は、表示部５に表示される画像の例を示す。図２１（ａ）に示すように、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２の像を含む画像Ｇ１が表示される。線基準計測を示す文字ＣＨ１が画像Ｇ１上に表示される。ステップＳ１０４において計測指定点が指定された後の画像Ｇ１が図２１（ａ）に示されている。

【0230】

ステップＳ１１１において、被写体ＯＢ１のエッジ上の基準指定点Ｐ１３１が設定される。ステップＳ１１２において、基準指定点設定部１８２は、基準指定点Ｐ１３１の近傍においてエッジを探索する。例えば、基準指定点設定部１８２は、基準指定点Ｐ１３１を中心とする所定範囲の画像においてエッジを検出する。基準指定点設定部１８２は、検出されたエッジ上の任意の位置に第１の基準指定点および第２の基準指定点を設定する。第１の基準指定点および第２の基準指定点は、表示部５に表示されていない。

【0231】

ステップＳ１０３において、第１の基準線が算出される。２次元の第１の基準線Ｌ１３１が画像Ｇ１上に表示される。図２１（ａ）に示す例では、第１の基準線Ｌ１３１は被写体ＯＢ１のエッジと一致していない。ステップＳ１０４において、被写体ＯＢ１のエッジ上の計測指定点Ｐ１３２が設定される。計測指定点Ｐ１３２および２次元の第１の補助線Ｌ１３２が画像Ｇ１上に表示される。

【0232】

ボタンＢＴ１が画像Ｇ１上に表示される。ボタンＢＴ１が押されたとき、ステップＳ１０５において基準点の最適化の指示が入力される。

【0233】

図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示すボタンＢＴ１が押されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。ステップＳ１０６において、第１の基準点Ｐ２３１および第２の基準点Ｐ２３２が算出される。第１の基準点Ｐ２３１および第２の基準点Ｐ２３２が画像Ｇ１上に表示される。

【0234】

計測指定点Ｐ１３２と同じ位置に計測点Ｐ２３３が表示される。ステップＳ１０７において、第２の基準線が算出される。２次元の第２の基準線Ｌ２３１が画像Ｇ１上に表示される。２次元の第２の補助線Ｌ２３２が画像Ｇ１上に表示される。

【0235】

図２１（ｂ）に示す例では、第２の基準線Ｌ２３１は被写体ＯＢ１のエッジと良く一致している。そのため、信頼度が高い計測結果が得られることが期待できる。

【0236】

基準指定点設定部１８２が、ユーザーによって指定された基準指定点の近傍におけるエッジを検出できなかった場合、表示制御部１８１は、エッジが検出されなかったことを示すメッセージを表示部５に表示させてもよい。

【0237】

ステップＳ１１１においてユーザーによって指定された基準指定点が第１の基準指定点として設定されてもよい。その場合、基準指定点設定部１８２は、第１の基準指定点に基づいて第２の基準指定点を算出する。ステップＳ１１２において表示制御部１８１は、第１の基準指定点および第２の基準指定点を表示部５に表示させてもよい。

【0238】

ステップＳ１０７の後、ユーザーは、第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用するか否かを決定してもよい。例えば、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ２が表示され、かつボタンＢＴ２が押された場合にステップＳ１０９における処理が実行されてもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ３が表示され、かつボタンＢＴ３が押された場合にステップＳ１１１における処理が実行されてもよい。

【0239】

ステップＳ１０４の後、ステップＳ１０６における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ１０５における処理が省略されてもよい。

【0240】

表示制御部１８１は、第１の基準指定点および第２の基準指定点を表示部５に表示させてもよい。

【0241】

上記のように、ユーザーは１つの基準指定点および１つの計測指定点を指定する。そのため、２つの基準指定点および１つの計測指定点の指定が必要な第１の実施形態と比較して、ユーザーの操作の負担を減らすことができる。

【0242】

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態の内視鏡装置１は、面基準計測機能を有する。図１１に示すＣＰＵ１８ｃを使用して、第４の実施形態を説明する。

【0243】

第４の実施形態において、基準指定点設定部１８２は、ユーザーによって画像上で指定された１つの位置（第１の位置）に基づいて３つの基準指定点を設定する。

【0244】

図２２を使用して、第４の実施形態における３次元計測について説明する。図２２は、３次元計測の手順を示す。図２２に示す処理について、図１２に示す処理と異なる点を説明する。

【0245】

ステップＳ３００の後、基準指定点設定部１８２は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが基準指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に基準指定点を設定する。表示制御部１８１は、基準指定点を画像上に表示させる（ステップＳ３１１）。

【0246】

ステップＳ３１１の後、基準指定点設定部１８２は、基準指定点に基づいて、第１の基準指定点、第２の基準指定点、および第３の基準指定点を算出する（ステップＳ３１２）。ステップＳ３１２の後、ステップＳ３０４における処理が実行される。

【0247】

上記以外の点について、図２２に示す処理は、図１２に示す処理と同様である。

【0248】

図２３（ａ）は、表示部５に表示される画像の例を示す。図２３（ａ）に示すように、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２の像を含む画像Ｇ１が表示される。面基準計測を示す文字ＣＨ２が画像Ｇ１上に表示される。ステップＳ３０５において計測指定点が指定された後の画像Ｇ１が図２３（ａ）に示されている。

【0249】

ステップＳ３１１において、基準指定点Ｐ１４１が被写体ＯＢ１上に設定される。ステップＳ３１２において、３次元座標算出部１８５は、基準指定点の近傍の複数画素の３次元座標を算出する。基準指定点設定部１８２は、複数画素の３次元座標を通る仮の基準面を算出する。基準指定点設定部１８２は、仮の基準面上の任意の位置に第１の基準指定点、第２の基準指定点、および第３の基準指定点を設定する。第１の基準指定点、第２の基準指定点、および第３の基準指定点は、表示部５に表示されていない。

【0250】

ステップＳ３０４において、第１の基準面が算出される。第１の基準面のうち被写体ＯＢ１の表面と一致する領域が画像Ｇ１上に表示される。図２３（ａ）においてその領域の表示は省略されている。ステップＳ３０５において、計測指定点Ｐ１４２が被写体ＯＢ２上に設定される。計測指定点Ｐ１４２が画像Ｇ１上に表示される。

【0251】

ボタンＢＴ１が画像Ｇ１上に表示される。ボタンＢＴ１が押されたとき、ステップＳ３０６において基準点の最適化の指示が入力される。

【0252】

図２３（ｂ）は、図２３（ａ）に示すボタンＢＴ１が押されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。ステップＳ３０７において、第１の基準点Ｐ２４１、第２の基準点２４２、および第３の基準点Ｐ２４３が算出される第１の基準点Ｐ２４１、第２の基準点２４２、および第３の基準点Ｐ２４３が画像Ｇ１上に表示される。

【0253】

計測指定点Ｐ１４２と同じ位置に計測点Ｐ２４４が表示される。ステップＳ３０８において、第２の基準面が算出される。第２の基準面のうち被写体ＯＢ１の表面と一致する領域が画像Ｇ１上に表示される。図２３（ｂ）においてその領域の表示は省略されている。３つの基準点を順番に接続する第２の補助線Ｌ２４１が画像Ｇ１上に表示される。

【0254】

基準指定点の近傍の複数画素の３次元座標のばらつきが大きいことにより、仮の基準面の算出が困難な場合がある。その場合、表示制御部１８１は、仮の基準面を算出できないことを示すメッセージを表示部５に表示させてもよい。

【0255】

ステップＳ３１１においてユーザーによって指定された基準指定点が第１の基準指定点として設定されてもよい。その場合、基準指定点設定部１８２は、第１の基準指定点に基づいて第２の基準指定点および第３の基準指定点を算出する。ステップＳ３１２において表示制御部１８１は、第１の基準指定点、第２の基準指定点、および第３の基準指定点を表示部５に表示させてもよい。

【0256】

ステップＳ３０８の後、ユーザーは、第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点を正式な基準点として採用するか否かを決定してもよい。例えば、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ２が表示され、かつボタンＢＴ２が押された場合にステップＳ３０９における処理が実行されてもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ３が表示され、かつボタンＢＴ３が押された場合にステップＳ３１１における処理が実行されてもよい。

【0257】

ステップＳ３０５の後、ステップＳ３０７における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ３０６における処理が省略されてもよい。

【0258】

表示制御部１８１は、第１の基準指定点、第２の基準指定点、および第３の基準指定点を表示部５に表示させてもよい。

【0259】

上記のように、ユーザーは１つの基準指定点および１つの計測指定点を指定する。そのため、３つの基準指定点および１つの計測指定点の指定が必要な第２の実施形態と比較して、ユーザーの操作の負担を減らすことができる。

【0260】

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態の内視鏡装置１は、線基準計測機能を有する。図３に示すＣＰＵ１８ａを使用して、第５の実施形態を説明する。

【0261】

第５の実施形態において、基準指定点設定部１８２は、計測指定点設定部１８３によって設定された計測指定点に基づいて２つの基準指定点を算出する。

【0262】

図２４を使用して、第５の実施形態における３次元計測について説明する。図２４は、３次元計測の手順を示す。図２４に示す処理について、図４に示す処理と異なる点を説明する。

【0263】

ステップＳ１００の後、計測指定点設定部１８３は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが計測指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に計測指定点を設定する。表示制御部１８１は、計測指定点を画像上に表示させる（ステップＳ１２１）。第５の実施形態において、計測指定点は計測点と同じである。そのため、ステップＳ１２１において設定された計測指定点は計測点としても扱われる。

【0264】

ステップＳ１２１の後、基準指定点設定部１８２は、計測指定点に基づいて、第１の基準指定点および第２の基準指定点を算出する（ステップＳ１２２）。ステップＳ１２２の後、ステップＳ１０３における処理が実行される。ステップＳ１０７の後、ステップＳ１０９における処理が実行される。

【0265】

上記以外の点について、図２４に示す処理は、図４に示す処理と同様である。

【0266】

図２５（ａ）は、表示部５に表示される画像の例を示す。図２５（ａ）に示すように、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２の像を含む画像Ｇ１が表示される。線基準計測を示す文字ＣＨ１が画像Ｇ１上に表示される。ステップＳ１２１において計測指定点が指定された後の画像Ｇ１が図２５（ａ）に示されている。

【0267】

ステップＳ１２１において、被写体ＯＢ１のエッジ上の計測指定点Ｐ１５１が設定される。ステップＳ１２２において、基準指定点設定部１８２は、計測指定点Ｐ１５１を基準とする枠Ｆ１を設定する。例えば、計測指定点Ｐ１５１を中心とする枠Ｆ１が設定される。例えば、枠Ｆ１は正方形である。枠Ｆ１の形状はこれに限らない。基準指定点設定部１８２は、枠Ｆ１内においてエッジを検出する。

【0268】

図２５（ｂ）に示すように、基準指定点設定部１８２は、検出されたエッジと枠Ｆ１との２つの交点の位置に第１の基準指定点Ｐ１５２および第２の基準指定点Ｐ１５３を設定する。第１の基準指定点Ｐ１５２および第２の基準指定点Ｐ１５３が画像Ｇ１上に表示される。

【0269】

ステップＳ１０３において、第１の基準線が算出される。２次元の第１の基準線Ｌ１５１および２次元の第１の補助線Ｌ１５２が画像Ｇ１上に表示される。

【0270】

ボタンＢＴ１が画像Ｇ１上に表示される。ボタンＢＴ１が押されたとき、ステップＳ１０５において基準点の最適化の指示が入力される。

【0271】

基準指定点設定部１８２が、枠Ｆ１と交わるエッジを検出できなかった場合、表示制御部１８１は、エッジが検出されなかったことを示すメッセージを表示部５に表示させてもよい。

【0272】

ステップＳ１２２において、基準指定点設定部１８２は、被写体上の複数のエッジを検出してもよい。基準指定点設定部１８２は、検出されたエッジのうち計測指定点に近いエッジ上の任意の２つの点を第１の基準指定点および第２の基準指定点に設定してもよい。基準指定点設定部１８２は、検出されたエッジのうち計測指定点に接続されたエッジ上の任意の２つの点を第１の基準指定点および第２の基準指定点に設定してもよい。

【0273】

ステップＳ１０７の後、ユーザーは、第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用するか否かを決定してもよい。例えば、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ２が表示され、かつボタンＢＴ２が押された場合にステップＳ１０９における処理が実行されてもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ３が表示され、かつボタンＢＴ３が押された場合にステップＳ１２１における処理が実行されてもよい。

【0274】

ステップＳ１０３の後、ステップＳ１０６における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ１０５における処理が省略されてもよい。

【0275】

上記のように、ユーザーは１つの計測指定点を指定する。そのため、２つの基準指定点および１つの計測指定点の指定が必要な第１の実施形態と比較して、ユーザーの操作の負担を減らすことができる。また、１つの基準指定点および１つの計測指定点の指定が必要な第３の実施形態と比較して、ユーザーの操作の負担を減らすことができる。

【0276】

（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態の内視鏡装置１は、面基準計測機能を有する。図１１に示すＣＰＵ１８ｃを使用して、第６の実施形態を説明する。

【0277】

第６の実施形態において、基準指定点設定部１８２は、計測指定点設定部１８３によって設定された計測指定点に基づいて３つの基準指定点を算出する。

【0278】

図２６を使用して、第６の実施形態における３次元計測について説明する。図２６は、３次元計測の手順を示す。図２６に示す処理について、図１２に示す処理と異なる点を説明する。

【0279】

ステップＳ３００の後、計測指定点設定部１８３は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが計測指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に計測指定点を設定する。表示制御部１８１は、計測指定点を画像上に表示させる（ステップＳ３２１）。第６の実施形態において、計測指定点は計測点と同じである。そのため、ステップＳ３２１において設定された計測指定点は計測点としても扱われる。

【0280】

ステップＳ３２１の後、基準指定点設定部１８２は、計測指定点に基づいて、第１の基準指定点、第２の基準指定点、および第３の基準指定点を算出する（ステップＳ３２２）。ステップＳ３２２の後、ステップＳ３０４における処理が実行される。

【0281】

上記以外の点について、図２６に示す処理は、図１２に示す処理と同様である。

【0282】

図２７（ａ）は、表示部５に表示される画像の例を示す。図２７（ａ）に示すように、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２の像を含む画像Ｇ１が表示される。面基準計測を示す文字ＣＨ２が画像Ｇ１上に表示される。ステップＳ３２１において計測指定点が指定された後の画像Ｇ１が図２７（ａ）に示されている。

【0283】

ステップＳ３２１において、計測指定点Ｐ１６１が被写体ＯＢ２上に設定される。ステップＳ３２２において、基準指定点設定部１８２は、計測指定点Ｐ１６１を基準とする枠Ｆ２を設定する。例えば、計測指定点Ｐ１６１を中心とする枠Ｆ２が設定される。例えば、枠Ｆ２は正方形である。枠Ｆ２の形状はこれに限らない。基準指定点設定部１８２は、枠Ｆ２内の領域を複数の部分領域に分割する。例えば、基準指定点設定部１８２は、枠Ｆ２内のエッジを検出し、かつエッジが各部分領域の境界となるように枠Ｆ２内の領域を複数の部分領域に分割する。

【0284】

図２７（ｂ）に示すように、枠Ｆ２内の領域が部分領域Ａ１６１および部分領域Ａ１６２に分割される。基準指定点設定部１８２は、計測指定点Ｐ１６１が設定された部分領域Ａ１６１とは異なる部分領域Ａ１６２内の任意の３つの点を第１の基準指定点Ｐ１６２、第２の基準指定点Ｐ１６３、および第３の基準指定点Ｐ１６４に設定する。第１の基準指定点Ｐ１６２、第２の基準指定点Ｐ１６３、および第３の基準指定点Ｐ１６４が画像Ｇ１上に表示される。３つの基準指定点を順番に接続する第１の補助線が画像Ｇ１上に表示される。図２７（ｂ）において第１の補助線の表示は省略されている。

【0285】

ステップＳ３０４において、第１の基準面が算出される。第１の基準面のうち被写体ＯＢ１の表面と一致する領域が画像Ｇ１上に表示される。図２７（ｂ）においてその領域の表示は省略されている。

【0286】

ボタンＢＴ１が画像Ｇ１上に表示される。ボタンＢＴ１が押されたとき、ステップＳ３０６において基準点の最適化の指示が入力される。

【0287】

枠Ｆ２内の領域が３つ以上の部分領域に分割された場合、基準指定点設定部１８２は、計測指定点Ｐ１６１が設定された部分領域Ａ１６１とは異なる部分領域のうち最も大きな部分領域に３つの基準指定点を設定してもよい。ただし、３つ以上の部分領域のうち最も大きな領域の大きさが所定の大きさよりも小さい場合、第１の基準面として使用すべき基準面が検出されないと判断される。その場合、表示制御部１８１は、基準面が検出されなかったことを示すメッセージを表示部５に表示させてもよい。基準指定点設定部１８２は、枠Ｆ２内の模様を考慮して枠Ｆ２内の領域を複数の部分領域に分割してもよい。

【0288】

ステップＳ３０８の後、ユーザーは、第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点を正式な基準点として採用するか否かを決定してもよい。例えば、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ２が表示され、かつボタンＢＴ２が押された場合にステップＳ３０９における処理が実行されてもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ３が表示され、かつボタンＢＴ３が押された場合にステップＳ３２１における処理が実行されてもよい。

【0289】

ステップＳ３０４の後、ステップＳ３０７における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ３０６における処理が省略されてもよい。

【0290】

上記のように、ユーザーは１つの計測指定点を指定する。そのため、３つの基準指定点および１つの計測指定点の指定が必要な第２の実施形態と比較して、ユーザーの操作の負担を減らすことができる。また、１つの基準指定点および１つの計測指定点の指定が必要な第４の実施形態と比較して、ユーザーの操作の負担を減らすことができる。

【0291】

（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態の内視鏡装置１は、線基準計測機能および面基準計測機能を有する。内視鏡装置１は、ユーザーによって指定された点の情報に応じて計測モードを判断する。

【0292】

第７の実施形態において、第１の実施形態におけるＣＰＵ１８ａは、図２８に示すＣＰＵ１８ｄに変更される。図２８は、ＣＰＵ１８ｄの機能構成を示す。図２８に示す構成について、図３に示す構成と異なる点を説明する。

【0293】

ＣＰＵ１８ｄは、図３に示す構成に加えて、基準面算出部１９０および計測モード判断部１９１を有する。基準面算出部１９０は、図１１に示すＣＰＵ１８ｃにおける基準面算出部１９０と同じである。計測モード判断部１９１は、ユーザーによって指定された基準指定点および計測指定点の少なくとも１つの情報に基づいて計測モードを判断する。具体的には、計測モード判断部１９１は、ユーザーによって指定された計測指定点の位置（第２の位置）に基づいて計測モードを判断する。

【0294】

第１の計測モード情報および第２の計測モード情報がＲＯＭ１３に記録されている。第１の計測モード情報は線基準計測を示し、かつ第２の計測モード情報は面基準計測を示す。情報読み出し部１８８は、計測モード判断部１９１によって判断された計測モードを示す計測モード情報をＲＯＭ１３から読み出す。

【0295】

計測モード判断部１９１は、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成されてもよい。計測モード判断部１９１は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。計測モード判断部１９１は、１つまたは複数の論理回路を含むことができる。

【0296】

上記以外の点について、図２８に示す構成は、図３に示す構成と同様である。

【0297】

図２９を使用して、第７の実施形態における３次元計測について説明する。図２９は、３次元計測の手順を示す。

【0298】

計測指定点設定部１８３は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが計測指定点として指定した位置を判断し、かつその位置に計測指定点を設定する。表示制御部１８１は、計測指定点を画像上に表示させる（ステップＳ５００）。第７の実施形態において、計測指定点は計測点と同じである。そのため、ステップＳ５００において設定された計測指定点は計測点としても扱われる。

【0299】

ステップＳ５００の後、計測モード判断部１９１は、計測指定点の位置に基づいて計測モードを判断する（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１における処理の詳細を説明する。例えば、計測モード判断部１９１は、画像のエッジを抽出する。計測モード判断部１９１は、計測指定点と、抽出されたエッジとの距離が所定の値よりも小さいか否かを判断する。計測指定点とエッジとの距離が所定の値よりも小さい場合、ユーザーがエッジ上またはエッジの近傍に計測指定点を指定したと推定される。そのため、計測モード判断部１９１は、計測モードが線基準モードであると判断する。計測指定点とエッジとの距離が所定の値よりも大きい場合、ユーザーが平面上に計測指定点を指定したと推定される。そのため、計測モード判断部１９１は、計測モードが面基準モードであると判断する。

【0300】

計測モード判断部１９１は、計測指定点の周辺の画素の３次元座標のばらつきに基づいて、計測指定点が平面上にあるか否かを判断してもよい。そのばらつきが小さい場合、計測モード判断部１９１は、計測指定点が平面上にあると判断する。したがって、計測モード判断部１９１は、計測モードが面基準モードであると判断する。そのばらつきが大きい場合、計測モード判断部１９１は、計測指定点が平面上にないと判断する。したがって、計測モード判断部１９１は、計測モードが線基準モードであると判断する。

【0301】

ステップＳ５０１において、計測モードが線基準モードであると計測モード判断部１９１が判断した場合、情報読み出し部１８８は、第１の計測モード情報をＲＯＭ１３から読み出す（ステップＳ５０２）。読み出された第１の計測モード情報は、線基準計測を示す。ＣＰＵ１８ｄの各部は、線基準計測で規定された処理を実行する。

【0302】

ステップＳ５０２の後、ステップＳ１２２における処理が実行される。ステップＳ１２２の後、ステップＳ１０３における処理が実行される。ステップＳ１０３の後、ステップＳ１０５からステップＳ１０７における処理が実行される。ステップＳ１０７の後、ステップＳ１０９における処理が実行される。これらの処理は、図２４に示す処理と同様である。

【0303】

ステップＳ５０１において、計測モードが面基準モードであると計測モード判断部１９１が判断した場合、情報読み出し部１８８は、第２の計測モード情報をＲＯＭ１３から読み出す（ステップＳ５０３）。読み出された第２の計測モード情報は、面基準計測を示す。ＣＰＵ１８ｄの各部は、面基準計測で規定された処理を実行する。

【0304】

ステップＳ５０３の後、ステップＳ３２２における処理が実行される。ステップＳ３２２の後、ステップＳ３０４における処理が実行される。ステップＳ３０４の後、ステップＳ３０６からステップＳ３０９における処理が実行される。これらの処理は、図２６に示す処理と同様である。

【0305】

ステップＳ１０９またはステップＳ３０９の後、表示制御部１８１は、計測結果を表示部５に表示させる。つまり、表示制御部１８１は、ステップＳ１０９またはステップＳ３０９において算出された３次元距離を表示部５に表示させる（ステップＳ５０４）。ステップＳ５０４における処理が実行されることにより、３次元計測が終了する。

【0306】

図３０（ａ）は、表示部５に表示される画像の第１の例を示す。図３０（ａ）に示すように、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２の像を含む画像Ｇ１が表示される。ステップＳ５００において被写体ＯＢ１のエッジ上の計測指定点Ｐ１７１が設定される。計測指定点Ｐ１７１がエッジ上にあるため、ステップＳ５０１において計測モードが線基準モードであると判断される。

【0307】

線基準モードでは、第５の実施形態における線基準計測が実行される。ステップＳ１２２において、基準指定点設定部１８２は、計測指定点Ｐ１７１を基準とする枠Ｆ３を設定する。基準指定点設定部１８２は、枠Ｆ３内においてエッジを検出する。

【0308】

図３０（ｂ）に示すように、基準指定点設定部１８２は、検出されたエッジと枠Ｆ３との２つの交点の位置に第１の基準指定点Ｐ１７２および第２の基準指定点Ｐ１７３を設定する。第１の基準指定点Ｐ１７２および第２の基準指定点Ｐ１７３が画像Ｇ１上に表示される。

【0309】

ステップＳ１０３において、第１の基準線が算出される。２次元の第１の基準線Ｌ１７１および２次元の第１の補助線Ｌ１７２が画像Ｇ１上に表示される。

【0310】

ボタンＢＴ１が画像Ｇ１上に表示される。ボタンＢＴ１が押されたとき、ステップＳ１０５において基準点の最適化の指示が入力される。

【0311】

図３１（ａ）は、表示部５に表示される画像の第２の例を示す。図３１（ａ）に示すように、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２の像を含む画像Ｇ１が表示される。ステップＳ５００において計測指定点Ｐ１８１が被写体ＯＢ２上に設定される。計測指定点Ｐ１８１が平面上にあるため、ステップＳ５０１において計測モードが面基準モードであると判断される。

【0312】

面基準モードでは、第６の実施形態における面基準計測が実行される。ステップＳ３２２において、基準指定点設定部１８２は、計測指定点Ｐ１８１を基準とする枠Ｆ４を設定する。基準指定点設定部１８２は、枠Ｆ４内の領域を複数の部分領域に分割する。

【0313】

図３１（ｂ）に示すように、基準指定点設定部１８２は、計測指定点Ｐ１８１が設定された部分領域とは異なる部分領域内の任意の３つの点を第１の基準指定点Ｐ１８２、第２の基準指定点Ｐ１８３、および第３の基準指定点Ｐ１８４に設定する。第１の基準指定点Ｐ１８２、第２の基準指定点Ｐ１８３、および第３の基準指定点Ｐ１８４が画像Ｇ１上に表示される。３つの基準指定点を順番に接続する第１の補助線が画像Ｇ１上に表示される。図３１（ｂ）において第１の補助線の表示は省略されている。

【0314】

ステップＳ３０４において、第１の基準面が算出される。第１の基準面のうち被写体ＯＢ１の表面と一致する領域が画像Ｇ１上に表示される。図３１（ｂ）においてその領域の表示は省略されている。

【0315】

ボタンＢＴ１が画像Ｇ１上に表示される。ボタンＢＴ１が押されたとき、ステップＳ３０６において基準点の最適化の指示が入力される。

【0316】

図２９に示す処理では、計測モードは、計測指定点の位置に基づいて判断される。計測モードの判断方法は、これに限らない。計測指定点およびその周辺の画像に基づく計測モードの判断が困難である場合、計測指定点の情報に加えて基準指定点の情報が計測モードの判断に使用されてもよい。

【0317】

ステップＳ１０７の後、ユーザーは、第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用するか否かを決定してもよい。例えば、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ２が表示され、かつボタンＢＴ２が押された場合にステップＳ１０９における処理が実行されてもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ３が表示され、かつボタンＢＴ３が押された場合にステップＳ５００における処理が実行されてもよい。

【0318】

ステップＳ１０３の後、ステップＳ１０６における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ１０５における処理が省略されてもよい。

【0319】

ステップＳ３０８の後、ユーザーは、第１の基準点、第２の基準点、および第３の基準点を正式な基準点として採用するか否かを決定してもよい。例えば、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ２が表示され、かつボタンＢＴ２が押された場合にステップＳ３０９における処理が実行されてもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すボタンＢＴ３が表示され、かつボタンＢＴ３が押された場合にステップＳ５００における処理が実行されてもよい。

【0320】

ステップＳ３０４の後、ステップＳ３０７における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ３０６における処理が省略されてもよい。

【0321】

上記のように、計測モード判断部１９１は、ユーザーによって指定された基準指定点および計測指定点の少なくとも１つの情報に基づいて計測モードを判断する。計測モードを線基準計測および面基準計測の間で切り替えることができるように構成された内視鏡装置１において、ユーザーは計測モードを事前に設定する必要はない。そのため、内視鏡装置１は、ユーザーの操作の負担を減らすことができる。

【0322】

（第７の実施形態の変形例）
本発明の第７の実施形態の変形例において、計測モード判断部１９１は、ユーザーによって指定された基準指定点および計測指定点の数に基づいて計測モードを判断する。

【0323】

図３２（ａ）は、表示部５に表示される画像の例を示す。図３２（ａ）に示すように、被写体ＯＢ１および被写体ＯＢ２の像を含む画像Ｇ１が表示される。ユーザーによる指示に基づいて計測指定点Ｐ１９１が被写体ＯＢ１上の凸部に設定される。計測指定点Ｐ１９１が画像Ｇ１上に表示される。その後、図３２（ｂ）に示すように、ユーザーによる指示に基づいて第１の基準指定点Ｐ１９２および第２の基準指定点Ｐ１９３が被写体ＯＢ１のエッジ付近に設定される。第１の基準指定点Ｐ１９２および第２の基準指定点Ｐ１９３が画像Ｇ１上に表示される。

【0324】

２つの基準指定点が設定された後、ボタンＢＴ５が画像Ｇ１上に表示される。ユーザーは、図５（ａ）に示すボタンＢＴ１に対する操作と同様の操作によりボタンＢＴ５を押すことができる。ボタンＢＴ５が押されたとき、線基準計測のための基準点の最適化の指示が入力される。これにより、２つの基準指定点が確定する。そのため、計測モード判断部１９１は、計測モードが線基準モードであると判断する。

【0325】

図３３（ａ）は、図３２（ｂ）に示すボタンＢＴ５が押されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。第１の基準指定点Ｐ１９２および第２の基準指定点Ｐ１９３に基づいて第１の基準点Ｐ２９１および第２の基準点Ｐ２９２が算出される。第１の基準点Ｐ２９１および第２の基準点Ｐ２９２が画像Ｇ１上に表示される。計測指定点Ｐ１９１と同じ位置に計測点Ｐ２９３が表示される。第２の基準線が算出され、２次元の第２の基準線Ｌ２９１が画像Ｇ１上に表示される。

【0326】

図３３（ｂ）は、図３２（ａ）に示すボタンＢＴ５が押されずに第３の基準指定点が設定されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。第１の基準指定点Ｐ１９２および第２の基準指定点Ｐ１９３が設定された後、ユーザーは、ボタンＢＴ５を押さずに第３の基準指定点を指定することができる。ユーザーによる指示に基づいて第３の基準指定点Ｐ１９４が被写体ＯＢ１のエッジ付近に設定される。

【0327】

３つの基準指定点が設定された後、ボタンＢＴ６が画像Ｇ１上に表示される。ユーザーは、図５（ａ）に示すボタンＢＴ１に対する操作と同様の操作によりボタンＢＴ６を押すことができる。ボタンＢＴ６が押されたとき、面基準計測のための基準点の最適化の指示が入力される。これにより、３つの基準指定点が確定する。そのため、計測モード判断部１９１は、計測モードが面基準モードであると判断する。

【0328】

図３４は、図３３（ｂ）に示すボタンＢＴ６が押されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。第１の基準指定点Ｐ１９２、第２の基準指定点Ｐ１９３、および第３の基準指定点Ｐ１９４に基づいて第１の基準点Ｐ２９４、第２の基準点Ｐ２９５、および第３の基準点Ｐ２９６が算出される。第１の基準点Ｐ２９４、第２の基準点Ｐ２９５、および第３の基準点Ｐ２９６が画像Ｇ１上に表示される。計測指定点Ｐ１９１と同じ位置に計測点Ｐ２９７が表示される。第２の基準面が算出される。第２の基準面のうち被写体ＯＢ１の表面と一致する領域が画像Ｇ１上に表示される。図３４において、その領域の表示は省略されている。

【0329】

計測モード判断部１９１は、ユーザーが基準指定点を指定した後に経過した時間に応じて、計測モードを判断してもよい。例えば、第２の基準指定点が設定された時点からユーザーによって第３の基準指定点が指定されずに所定の時間が経過した場合、計測モード判断部１９１は、計測モードが線基準モードであると判断する。あるいは、第２の基準指定点が設定された時点から所定の時間が経過する前に第３の基準指定点が設定される。その場合、計測モード判断部１９１は、計測モードが面基準モードであると判断する。

【0330】

上記のように、計測モード判断部１９１は、ユーザーによって指定された基準指定点および計測指定点の数に基づいて計測モードを判断する。ユーザーは、多数の項目を含むメニューに対する複数回の操作により計測モードを設定する必要はない。そのため、内視鏡装置１は、ユーザーの操作の負担を減らすことができる。

【0331】

（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態の内視鏡装置１は、線基準計測機能を有する。また、被写体の３次元形状を示す画像上で基準指定点および計測指定点が指定される。図３に示すＣＰＵ１８ａを使用して、第８の実施形態を説明する。

【0332】

第８の実施形態において、３次元座標算出部１８５は、ＣＣＵ９により取得された画像における複数の画素の３次元座標を算出する。表示制御部１８１は、ＣＣＵ９により取得された画像（第１の画像）に基づく画像（第２の画像）を表示部５に表示させる。具体的には、表示制御部１８１は、３次元座標算出部１８５によって算出された３次元座標で構成される被写体の３次元形状の画像を表示部５に表示させる。

【0333】

基準指定点設定部１８２は、表示部５に表示された画像においてユーザーにより指定された位置（第１の位置）に基づいて、ＣＣＵ９により取得され、かつ表示部５に表示された画像に複数の基準指定点を設定する。計測指定点設定部１８３は、表示部５に表示された画像においてユーザーにより指定された位置（第２の位置）に基づいて、ＣＣＵ９により取得され、かつ表示部５に表示された画像に計測指定点を設定する。基準線算出部１８６（基準算出部）は、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点に基づいて、計測モード情報が示す計測モードで使用される基準線を算出する。基準点算出部１８４は、基準線を算出するための複数の基準指定点に代わる、より計測結果の信頼度が高まる複数の基準点を算出する。

【0334】

基準指定点設定部１８２は、表示部５に表示された画像においてユーザーにより指定された位置（第１の位置）に基づいて、被写体の３次元形状の画像に複数の基準指定点を設定してもよい。計測指定点設定部１８３は、表示部５に表示された画像においてユーザーにより指定された位置（第２の位置）に基づいて、被写体の３次元形状の画像に計測指定点を設定してもよい。

【0335】

図３５を使用して、第８の実施形態における３次元計測について説明する。図３５は、３次元計測の手順を示す。図３５に示す処理について、図４に示す処理と異なる点を説明する。

【0336】

ステップＳ１００の後、３次元座標算出部１８５は、画像における全画素の３次元座標を算出する（ステップＳ１３１）。ステップＳ１３１の後、算出された３次元座標で構成される３次元点群を表示部５に表示させる（ステップＳ１３２）。３次元点群は、被写体の３次元形状を構成する。ユーザーは、表示された３次元点群上で基準指定点および計測指定点を指定することができる。

【0337】

ステップＳ１３２の後、基準指定点設定部１８２は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが３次元点群上で基準指定点として指定した位置を判断する。基準指定点設定部１８２は、３次元点群上で指定された位置に対応する２次元画像上の位置に第１の基準指定点を設定する。表示制御部１８１は、第１の基準指定点を３次元点群上に表示させる（ステップＳ１３３）。

【0338】

ステップＳ１３３の後、基準指定点設定部１８２は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが３次元点群上で基準指定点として指定した位置を判断する。基準指定点設定部１８２は、３次元点群上で指定された位置に対応する２次元画像上の位置に第２の基準指定点を設定する。表示制御部１８１は、第２の基準指定点を３次元点群上に表示させる（ステップＳ１３４）。ステップＳ１３４の後、ステップＳ１０３における処理が実行される。

【0339】

ステップＳ１０３の後、計測指定点設定部１８３は、操作部４の操作結果に基づいて、ユーザーが３次元点群上で計測指定点として指定した位置を判断する。計測指定点設定部１８３は、３次元点群上で指定された位置に対応する２次元画像上の位置に計測指定点を設定する。表示制御部１８１は、計測基準指定点を３次元点群上に表示させる（ステップＳ１３５）。ステップＳ１３５の後、ステップＳ１０５における処理が実行される。

【0340】

ステップＳ１０８において、ユーザーが第１の基準点および第２の基準点を正式な基準点として採用しなかったと制御部１８０が判断した場合、ステップＳ１３３における処理が実行される。

【0341】

上記以外の点について、図３５に示す処理は、図４に示す処理と同様である。

【0342】

図３６（ａ）は、表示部５に表示される画像の例を示す。図３６（ａ）に示すように、ステップＳ１３２において画像Ｇ２が表示される。画像Ｇ２は、被写体ＯＢ１の３次元点群および被写体ＯＢ２の３次元点群を含む。３次元点群を構成する各点のＲＧＢ値は、その点に対応する２次元画像の画素のＲＧＢ値と同じである。

【0343】

ステップＳ１３５において計測指定点が指定された後の画像Ｇ２が図３６（ｂ）に示されている。ステップＳ１３３において、被写体ＯＢ１のエッジ上の第１の基準指定点Ｐ３０１が設定される。ステップＳ１３４において、被写体ＯＢ１のエッジ上の第２の基準指定点Ｐ３０２が設定される。第１の基準指定点Ｐ３０１および第２の基準指定点Ｐ３０２が画像Ｇ２上に表示される。ステップＳ１０３において、第１の基準線が算出される。２次元の第１の基準線Ｌ３０１が画像Ｇ２上に表示される。ステップＳ１３５において、被写体ＯＢ１のエッジ上の計測指定点Ｐ３０３が設定される。計測指定点Ｐ３０３および２次元の第１の補助線Ｌ３０２が画像Ｇ２上に表示される。

【0344】

図３７は、ステップＳ１０５において基準点の最適化の指示が入力されたときに表示部５に表示される画像の例を示す。ステップＳ１０６において、第１の基準点Ｐ４０１および第２の基準点Ｐ４０２が算出される。第１の基準点Ｐ４０１および第２の基準点Ｐ４０２が画像Ｇ２上に表示される。

【0345】

計測指定点Ｐ３０３と同じ位置に計測点Ｐ４０３が表示される。ステップＳ１０７において、第２の基準線が算出される。２次元の第２の基準線Ｌ４０１が画像Ｇ２上に表示される。２次元の第２の補助線Ｌ４０２が画像Ｇ２上に表示される。

【0346】

ユーザーは、画像Ｇ２上の３次元点群の視点位置を変更することができる。そのため、ユーザーは、互いに異なる複数の角度で被写体の３次元形状を確認することができる。

【0347】

上記の例では、基準計測点および計測指定点が３次元形状の画像上で指定される。第８の実施形態において、基準計測点および計測指定点を含む複数の点のうち１つ以上の点が３次元形状の画像上で指定される。

【0348】

上記の例では、線基準計測が行われる。面基準計測において、基準計測点および計測指定点を含む複数の点のうち１つ以上の点が３次元形状の画像上で指定されてもよい。

【0349】

ステップＳ１３５の後、ステップＳ１０６における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ１０５における処理が省略されてもよい。

【0350】

ステップＳ１０７の後、ステップＳ１０９における処理が実行されてもよい。つまり、ステップＳ１０８における処理が省略されてもよい。

【0351】

表示制御部１８１は、ＣＣＵ９により取得された画像と、被写体の３次元形状の画像とを表示部５に表示させてもよい。その場合、ユーザーによる基準指定点等の指定は、２つの画像のどちらに対して行われてもよい。

【0352】

図３７に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点を３次元形状の画像上に表示させる。図３７に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて決定された第２の基準線を３次元形状の画像上に表示させる。

【0353】

図３６（ｂ）および図３７に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点と、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点とを３次元形状の画像上に表示させる。基準点および基準指定点は同時に表示されてもよい。

【0354】

図３６（ｂ）および図３７に示すように、表示制御部１８１は、表示部５において、第２の基準線および第１の基準線を表示させる。第２の基準線は、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて決定される。第１の基準線は、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点に基づいて決定される。第２の基準線および第１の基準線は同時に表示されてもよい。

【0355】

面基準計測が行われる場合、表示制御部１８１は、表示部５において、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて決定された第２の基準面を３次元形状の画像上に表示させてもよい。

【0356】

面基準計測が行われる場合、表示制御部１８１は、表示部５において、第２の基準面および第１の基準面を３次元形状の画像上に表示させてもよい。第２の基準面は、基準点算出部１８４によって算出された複数の基準点に基づいて決定される。第１の基準面は、基準指定点設定部１８２によって設定された複数の基準指定点に基づいて決定される。第２の基準面および第１の基準面は同時に表示されてもよい。

【0357】

上記のように、被写体の３次元形状の画像が表示され、かつその画像上の指定された位置に基づいて、基準計測点および計測指定点が設定される。そのため、ユーザーは、被写体の３次元形状を確認しながら基準計測点および計測指定点を指定することができる。

【0358】

（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態では、被写体の画像を取得する装置と、計測機能が搭載されている装置とが異なる。図３８は、第９の実施形態の内視鏡システム１００（計測システム）の構成を示す。図３８に示すように、内視鏡システム１００は、内視鏡装置１（画像取得装置）および外部端末装置６（計測装置）を有する。内視鏡装置１は、被写体の画像（第１の画像）を取得する。内視鏡装置１によって取得された画像が外部端末装置６に入力される。外部端末装置６は、入力された画像を使用して被写体の計測を実行する。

【0359】

内視鏡装置１の構成は、図２に示す構成と同様である。外部機器インタフェース１６は、外部端末装置６と通信を行う。具体的には、外部機器インタフェース１６は、被写体の画像および計測モード情報を外部端末装置６に送信する。

【0360】

例えば、外部機器インタフェース１６は、無線モジュールであり、外部端末装置６と無線通信を行う。内視鏡装置１および外部端末装置６がＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル等のケーブルで接続され、かつ外部機器インタフェース１６はケーブルを介して外部端末装置６と通信を行ってもよい。

【0361】

例えば、外部端末装置６はタブレット端末等のモバイル端末である。外部端末装置６は、固定型端末であってもよい。外部端末装置６の形態は、これらに限らない。

【0362】

ＣＰＵ１８ａは、外部機器インタフェース１６が外部端末装置６と行う通信を制御する。つまり、ＣＰＵ１８ａは、外部機器インタフェース１６に対して、ＣＣＵ９によって取得された画像と、ＲＯＭ１３から読み出された計測モード情報とを外部端末装置６へと送信させる。ＣＰＵ１８ａは、図３に示す表示制御部１８１、基準指定点設定部１８２、計測指定点設定部１８３、基準点算出部１８４、３次元座標算出部１８５、基準線算出部１８６、計測部１８７、および情報読み出し部１８８の少なくとも１つを有していなくてもよい。

【0363】

図３９は、外部端末装置６の機能構成を示す。図３９に示すように、外部端末装置６は、データ通信部６０、ＣＰＵ６１、表示部６２、およびＲＡＭ６３を有する。

【0364】

データ通信部６０は、被写体の画像および計測モード情報を内視鏡装置１から受信する。例えば、データ通信部６０は、無線モジュールであり、内視鏡装置１と無線通信を行う。データ通信部６０はケーブルを介して内視鏡装置１と通信を行ってもよい。データ通信部６０は、被写体の画像を取得する画像取得部として機能する。

【0365】

ＣＰＵ６１は、図３に示すＣＰＵ１８ａと同様に構成されている。また、ＣＰＵ６１は、データ通信部６０が内視鏡装置１と行う通信を制御する。つまり、ＣＰＵ６１は、データ通信部６０に対して、被写体の画像および計測モード情報を内視鏡装置１から受信させる。

【0366】

ＣＰＵ６１は、ＣＰＵ６１の動作を規定する命令を含むプログラムを読み込み、かつ読み込まれたプログラムを実行してもよい。つまり、ＣＰＵ６１の機能はソフトウェアにより実現されてもよい。このプログラムの実現形態は、内視鏡装置１の機能を実現するプログラムの実現形態と同様である。

【0367】

表示部６２は、表示画面を有し、かつ画像および操作メニュー等を表示画面に表示する。表示部６２は、ＬＣＤ等のモニタ（ディスプレイ）である。

【0368】

ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６１が外部端末装置６の制御のために使用する情報を一時的に記憶する。

【0369】

外部端末装置６は、計測モード情報が予め記録された記録媒体を有してもよい。その場合、内視鏡装置１は、計測モード情報を外部端末装置６に送信する必要はない。

【0370】

図４０を使用して、第９の実施形態における３次元計測について説明する。図４０は、３次元計測の手順を示す。３次元計測で実行される処理は、内視鏡装置１における処理ＳＧ１０と、外部端末装置６における処理ＳＧ２０とを含む。内視鏡装置１が実行する処理について説明する。

【0371】

ＣＰＵ１８ａは、被写体の画像および計測モード情報を外部機器インタフェース１６に出力する。ＣＰＵ１８ａは、外部機器インタフェース１６に対して、被写体の画像および計測モード情報を外部端末装置６へ送信する命令を出す。これにより、外部機器インタフェース１６は、被写体の画像および計測モード情報を外部端末装置６に送信する（ステップＳ６００）。ステップＳ６００における処理が実行されることにより、内視鏡装置１における処理が終了する。

【0372】

外部端末装置６が実行する処理について説明する。ＣＰＵ６１は、データ通信部６０に対して、被写体の画像および計測モード情報を内視鏡装置１から受信させる。これにより、データ通信部６０は、被写体の画像および計測モード情報を内視鏡装置１から受信する（ステップＳ６０１）。受信された被写体の画像および計測モード情報はＲＡＭ６３に記憶される。

【0373】

ステップＳ６０１の後、ステップＳ６０２における処理が実行される。図４０に示すように、ステップＳ６０２からステップＳ６１２における処理が実行される。ステップＳ６０２からステップＳ６１２における処理はそれぞれ、図４におけるステップＳ１００からステップＳ１１０における処理と同様である。ステップＳ６１２における処理が実行されることにより、外部端末装置６における処理が終了する。

【0374】

ＣＰＵ６１は、図９に示すＣＰＵ１８ｂと同様に構成されてもよい。ＣＰＵ６１は、図１１に示すＣＰＵ１８ｃと同様に構成されてもよい。その場合、外部端末装置６は、図４０に示すステップＳ６０２からステップＳ６１２における処理の代わりに、図１２に示す処理と同様の処理を実行してもよい。

【0375】

外部端末装置６は、図４０に示すステップＳ６０２からステップＳ６１２における処理の代わりに、図２０、図２２、図２４、図２６、および図３５のいずれか１つに示す処理と同様の処理を実行してもよい。

【0376】

ＣＰＵ６１は、図２８に示すＣＰＵ１８ｄと同様に構成されてもよい。その場合、外部端末装置６は、図４０に示すステップＳ６０２からステップＳ６１２における処理の代わりに、図２９に示す処理と同様の処理を実行してもよい。

【0377】

第１から第８の実施形態において内視鏡装置１に適用できる様々な変形は、第９の実施形態の内視鏡システム１００において同様に適用できる。

【0378】

内視鏡システム１００は、ユーザーによる基準点の指定を簡易化することができ、かつ計測結果の信頼度を高めることができる。

【0379】

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態およびその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

【符号の説明】

【0380】

１ 内視鏡装置
２ 挿入部
３ コントロールユニット
４ 操作部
５，６２ 表示部
６ 外部端末装置
８ 内視鏡ユニット
９ ＣＣＵ
１０ 制御ユニット
１２ 映像信号処理回路
１３ ＲＯＭ
１４，６３ ＲＡＭ
１５ カードインタフェース
１６ 外部機器インタフェース
１７ 制御インタフェース
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，６１ ＣＰＵ
２０ 先端
２８ 撮像素子
６０ データ通信部
１００ 内視鏡システム
１８０ 制御部
１８１ 表示制御部
１８２ 基準指定点設定部
１８３ 計測指定点設定部
１８４ 基準点算出部
１８５ ３次元座標算出部
１８６ 基準線算出部
１８７ 計測部
１８８ 情報読み出し部
１８９ 計測点算出部
１９０ 基準面算出部
１９１ 計測モード判断部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】