本发明涉及拍摄装置，特别涉及在动态图像显示网格线的图像处理技术。
背景技术：
以往，已知拍摄配管内等的内视镜等的拍摄装置(例如专利文献1)。例如，在内视镜中，在插入配管内等的电缆的顶端部具有拍摄单元。电缆的顶端部的朝向即拍摄单元的拍摄方向，可以通过操作部的操作改变为使用者所希望的朝向。由内视镜拍摄的拍摄图像在显示器显示。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-89955号公报
技术实现要素：
由拍摄装置拍摄的拍摄图像，可以确认拍摄对象，但难以把握拍摄对象的尺寸。例如，在内视镜中，到拍摄对象的距离根据电缆的插入状态、拍摄方向变化，所以存在从拍摄图像难以把握拍摄对象的尺寸的问题。此外，在拍摄装置中，由于拍摄光学系统的变焦，拍摄图像内的拍摄对象的尺寸变化，所以存在从拍摄图像难以把握拍摄对象的尺寸的问题。
本发明的目的在于提供易于把握拍摄对象的尺寸的拍摄装置和图像处理方法。
本发明的拍摄装置，其特征在于，具备：聚光出射部，射出平行的两个聚光；拍摄元件，在动态图像摄影时拍摄测量用帧图像和多个第一帧图像，所述测量用帧图像包含由所述聚光所照明的两个点区域，所述多个第一帧图像不包含所述两个点区域；以及控制器，生成包含多个网格线的网格图像，在所述多个第一帧图像叠加所述网格图像生成多个第二帧图像，在显示器显示所述多个第二帧图像，所述多个网格线以基于所述测量用帧图像中的所述两个点区域间的距离设定的间隔而被排列。
本发明的图像处理方法，其特征在于，在动态图像摄影时拍摄的包含由平行的两个聚光照射的两个点区域的测量用帧图像和不包含所述两个点区域的多个第一帧图像中，基于所述测量用帧图像中的所述两个点区域之间的距离，设定网格线的间隔，生成包含以所述间隔排列的多个网格线的网格图像，在所述多个第一帧图像叠加所述网格图像生成多个第二帧图像。
根据本发明，在测量用帧图像内形成两个点区域的各聚光相互平行，所以例如从拍摄单元到拍摄对象的距离即使变化，实际的点区域间的距离也不变化。即，即使从拍摄单元到拍摄对象的距离变化，测量用帧图像中的拍摄对象的尺寸和点区域间的距离的比率也保持一定。
根据本发明，基于测量用帧图像中的点区域间的距离设定网格线的间隔。因此，根据本发明，与从拍摄单元到拍摄对象的距离无关地，在第二帧图像中，网格线的间隔和拍摄对象的尺寸的比率也保持一定。
因此，根据本发明，与从拍摄单元到拍摄对象的距离无关地，比较网格线的间隔和拍摄对象，从而能够容易地把握拍摄对象的尺寸。此外，根据本发明，基于网格线的间隔，能够测定拍摄对象的具体尺寸。
在本发明中，所述控制器可以生成所述网格线相对于所述第二帧图像的各边倾斜交叉的网格图像。
根据本发明，网格线相对于第二帧图像的各边倾斜交叉，所以容易视觉确认网格线。
在本发明中，所述聚光出射部可以是来自光源的光在一端入射的光纤的另一端。
根据本发明，光纤将来自光源的光转换为平行光，作为聚光出射，所以能够使得两个聚光的平行度良好。因此，根据本发明，能够将实际的点区域的间隔高精度地维持为预定间隔，能够使得网格线的间隔的精度良好。
在本发明中，也可以具备：能够改变顶端部的朝向的电缆；以及位于所述顶端部的拍摄单元，所述拍摄单元具备：所述拍摄元件；在所述拍摄元件聚集光的透镜；两个所述聚光出射部；以及出射照射拍摄对象的照明光的两个照明光出射部，两个所述聚光出射部和两个所述照明光出射部，在以所述透镜的光轴为中心的周向，等间隔且交互配置。
根据本发明，两个聚光出射部和两个照明光出射部，在以透镜的光轴为中心的周向上等间隔且交互配置。由此，根据本发明，能够抑制照明光偏向任一方的聚光的照射地点进行照射。即，能够使得拍摄范围内的辉度分布均一地照射两个聚光，在测量用帧图像中，变得容易识别两个点区域。与此相伴，变得容易算出两个点区域间的距离。
本发明的配件，安装于拍摄装置，其特征在于，射出平行的两个聚光，所述拍摄装置在动态图像摄影时，拍摄测量用帧图像和多个第一帧图像，生成包含多个网格线的网格图像，在所述多个第一帧图像叠加所述网格图像生成多个第二帧图像，所述测量用帧图像包含由基于所述配件的所述聚光照射的两个点区域，所述多个第一帧图像不包含所述两个点区域，所述多个网格线以基于所述测量用帧图像中的所述两个点区域间的距离设定的间隔排列。
根据本发明，通过将配件安装于拍摄装置，从而与上述拍摄装置同样地安装有配件的拍摄装置，能够取得测量用帧图像和第一帧图像。而且，拍摄装置能够基于测量用帧图像生成网格图像，在第一帧图像叠加网格图像生成第二帧图像。由此，通过比较第二帧图像中的网格线的间隔和拍摄对象，能够容易把握拍摄对象的尺寸。
附图说明
图1是内视镜的立体图。
图2是内视镜的截面图。
图3是表示改变了线的顶端部的朝向的状态的内视镜的截面图。
图4是拍摄单元的示意图。
图5是表示图像处理的各步骤中的拍摄图像等的图。
图6是说明图像处理的流程图。
图7是表示变形例的图像处理的各步骤中的拍摄图像等的图。
图8是表示变形例的网格图像的图。
图9是表示变形例的网格图像的图。
图10是表示单镜头反光照相机的图。
图11是表示小型照相机的图。
附图标记
1内视镜(拍摄装置)；3电缆；4拍摄单元；7配件；8相机系统(拍摄装置)；8a相机(拍摄装置)；26显示器；27、616控制器；43、44透镜；45拍摄元件；46、71聚光出射部；47光纤；48光源；61本体部；62镜筒；91帧图像(第一帧图像)；92测量用帧图像；93帧图像(第二帧图像)；d1点区域间的距离；d2网格线的间隔；g网格图像；oa透镜的光轴
具体实施方式
下面使用附图说明实施方式。图1是内视镜1的立体图。内视镜1具备：本体部2、电缆3、以及位于电缆3的顶端部的拍摄单元4。拍摄单元4具备位于电缆3的轴向顶端的顶端面41。拍摄单元4拍摄与顶端面41相对的拍摄范围。
本体部2具备：把持部21、操作部22、按钮231，232、触发器24、操作面板25、显示器26、控制器27、以及存储器28。
把持部21是用于使用者用右手等把持的部位。
操作部22是杆。通过放倒操作部22能够改变电缆3的顶端部的朝向，能够改变基于拍摄单元4的拍摄方向。操作部22、按钮231，232以及触发器24，位于使用者能够用右手把持把持部21并且操作各要素22，231，232，24的位置。
操作面板25具备受理内视镜1的设定等输入的多个按钮251。
显示器26显示拍摄单元4的拍摄图像、内视镜1的设定信息、对使用者的通知信息。显示器26可以不设置于内视镜1。在此情况下，可以将内视镜1连接于外部显示器，从内视镜1向外部显示器发送拍摄单元4的拍摄图像。
控制器27为cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)，控制内视镜1全体。控制器27读取存储器28内的程序，进行各种处理。当按下按钮231时，控制器27开始动态图像摄影，当按下按钮232时，控制器27停止动态图像摄影。控制器27将摄影的动态图像保存在存储器28。当拉触发器24时，控制器27摄影静止图像，将静止图像保存在存储器28。
图2是内视镜1的截面图，表示改变拍摄方向的机构。该机构与日本特开2009-89955号公报中记载的同样。下面，简单说明该机构。在图2中示出作为本体部2的外装的外装部件51的一部分。
操作部22，立设于在外装部件51内收容了大部分的操作部本体52。操作部本体52能够以转动中心r为中心在三维方向转动。在操作部本体52的侧面，在周向等间隔地具有四个保持部53。保持部53以能够滑动的方式保持在线31的一端固定的球体32。四个线31的各自，在一端侧被支承于保持部53的状态下，通过外装部件51内，朝向电缆3内的顶端侧延伸。
在外装部件51固定电缆3的一端。电缆3为筒状并且能够弹性变形。在电缆3的顶端部内固定柱状的固定部件33。
固定部件33的顶端侧为小径部331。在小径部331的外周面和电缆3的内周面的间隙，插入拍摄单元4的圆筒状的壳体部件42的基端侧。由此，拍摄单元4固定于电缆3的顶端部。
在固定部件33具有贯通中心轴的孔332。在孔332通过信号线61。信号线61的一端连接于拍摄单元4，另一端连接于控制器27。控制器27，经由信号线61向拍摄单元4供给电力，驱动拍摄单元4。拍摄单元4输出的拍摄图像经由信号线61输入到控制器27。
在固定部件33的基端侧具有四个安装部333。安装部333，在孔332的周围在周向等间隔地存在。在图2中，安装部333仅示出两个。四根线31各自的一端侧被支承于保持部53，另一端侧固定于安装部333。
如图2所示，在电缆3以直线状延伸的状态下，相对于电缆3的中心轴对称配置的两个线31在外装部件51内交叉。由此，例如向图2中右侧转动操作部22时，图2中左侧的保持部53上升，图2中右侧的安装部333被拉向上侧。其结果，如图3所示，电缆3的顶端部的朝向变更为右侧，基于拍摄单元4的拍摄方向变更为右侧。这样，在本实施方式中，能够将拍摄方向变更为操作部22的转动方向。
图4是拍摄单元4的示意图。拍摄单元4具备：壳体部件42、照明光出射部43、透镜44、拍摄元件45、聚光出射部46、光纤47、以及光源48。
壳体部件42如前所述为圆筒状。在壳体部件42的顶端面41，露出透镜44、照明光出射部43、以及聚光出射部46。壳体部件42收容各要素43～48。在壳体部件42内，各要素43～48由未图示的固定部件固定。
照射光出射部43为出射白色光的led(lightemittingdiode，发光二极管)等的光源，有两个。当拍摄环境暗时等，照明光出射部43出射白色光，照射拍摄范围。两个照明光出射部43夹着透镜44的光轴oa点对称的设置。
透镜44的光轴oa与壳体部件42的中心轴一致。透镜44将来自拍摄对象的光聚集在拍摄元件45。在本实施方式中，作为从透镜44到拍摄元件45的光学系统，能够使用单焦点光学系统。优选，该光学系统具有聚焦功能。此外，作为光学系统还可以使用变焦光学系统。
拍摄元件45，例如是ccd(chargecoupleddevice，电荷耦合元件)，拍摄拍摄对象。
聚光出射部46具有两个。两个聚光出射部46夹着透镜44的光轴oa点对称的设置。两个聚光出射部46和两个照射光出射部43，在以透镜44的光轴oa为中心的周向，等间隔且交互配置。各聚光出射部46，出射作为激光的聚光，能够在拍摄单元4的拍摄范围内照射聚光。各聚光出射部46在沿着透镜44的光轴oa的方向出射聚光。
光纤47有两根，各自从一端出射聚光。光纤47的一端成为聚光出射部46。
光源48具有两个，例如为led。各光源48在各光纤47的另一端入射光。
下面，参照图5和图6说明由控制器27进行的图像处理。按下按钮231开始动态图像摄影时，执行图6所示的处理。图6所示的处理在预定时间(例如1秒)内执行，每经过预定时间，反复图6所示的处理。通过预定时间内的动态图像摄影，拍摄图5的(a)所示的多个帧图像91(第一帧图像)。动态图像摄影时的帧率可以设为例如30fps(framepersecond，每秒帧数)。控制器27待机至达到预定的定时(步骤s1：否)。预定的定时为在上述预定时间内拍摄的动态图像(多个帧图像91)中拍摄任意一个帧图像91的定时。例如，作为预定的定时，可以设为在上述预定时间内拍摄最初的帧图像91的定时。
控制器27，在到达预定的定时时(步骤s1：是)，使两个光源48点亮，从聚光出射部46在拍摄范围内的两点照射聚光(步骤s2)。由此，参照图5的(b)，得到包含由两个聚光照射的点区域sr的测量用帧图像92。在此，根据聚光的照射时间，得到一个测量用帧图像92，或者得到多个测量用帧图像92。
控制器27，基于测量用帧图像92，算出两个点区域sr间的距离d1(步骤s3)。作为距离d1，参照图5的(c)，可以设为从一方的点区域sr的中心到另一方的点区域sr的中心为止的距离d1。在此，在得到多个测量用帧图像92的情况下，可以基于这些测量用帧图像92的一个算出距离d1。
控制器27，基于距离d1，生成如图5的(d)所示的网格图像g(步骤s4)。在网格图像g中，形成在两个方向延伸的多个网格线，由多个网格线形成的正方形状的多个格子在两个方向排列。网格线相对于网格图像g的各边倾斜。此外，交叉的两个网格线垂直。控制器27基于距离d1设定网格图像g的各格子的一边的长度(网格线的间隔)d2。具体而言，控制器27将与距离d1成比例的长度设定为长度d2。作为长度d2，可以设为与距离d1相等的长度，也可以设为对距离d1乘以预定系数(大于0的值)得到的长度。
控制器27，通过在由动态图像摄影得到的图5的(e)所示的多个帧图像91的各自叠加网格图像g，如图5的(f)所示，生成包含网格线的帧图像93(第二帧图像)(步骤s5)。由多个帧图像93得到包含网格线的动态图像。由动态图像摄影得到的动态图像包含测量用帧图像92，但在生成包含网格线的动态图像时，除去测量用帧图像92。
控制器27，在显示器26显示包含网格线的动态图像(多个帧图像93)(步骤s6)。
控制器27，在下一预定的定时之前，在使光源48熄灭的状态下取得帧图像91。因此，此时取得的动态图像，如图5的(e)所示，不包含测量用帧图像92，仅仅是帧图像91。
在下一预定的定时，控制器27再次点亮两个光源48，取得测量用帧图像92，基于测量用帧图像92更新网格图像g。在生成包含网格线的动态图像时，除去测量用帧图像92，所以为了显示预定的帧率的动态图像，需要准备代替测量用帧图像92的帧图像93。于是，例如，控制器27，作为代替测量用帧图像92的帧图像93，可以使用从相对于测量用帧图像92前一帧或后一帧的帧图像91生成的帧图像93。即，控制器27，可以连续显示相同的两个帧图像93。由此，在本实施方式中，在显示器26显示包含网格线的动态图像时，防止帧图像93的缺失。
考虑通过光源48的点亮期间、点亮定时的设定，点区域sr映在多张帧图像91的情况，即测量用帧图像92连续的情况。在该情况下，控制器27，使用任一个测量用帧图像92生成网格图像g。而且，控制器27，与上述同样地，准备代替测量用帧图像92的帧图像93除去测量用帧图像92的量。
控制器27，能够将包含网格线的动态图像保存在存储器28。此外，控制器27，如图5的(e)所示，还可以将仅由多个帧图像91构成的动态图像保存在存储器28。
(效果)
在本实施方式中，从两个聚光出射部46平行地出射两个聚光，所以即使从拍摄单元4到拍摄对象的距离变化，实际的点区域sr的间隔一定。因此，从拍摄单元4到拍摄对象的距离变化时，测量用帧图像92中的拍摄对象的尺寸和点区域sr间的距离d1以相同比例变化。例如，如果从拍摄单元4到拍摄对象的距离变长，则测量用帧图像92中的拍摄对象的尺寸和点区域sr间的距离d1以相同的比例减小。
即，测量用帧图像92中的拍摄对象的尺寸和点区域sr间的距离d1的比率与从拍摄单元4到拍摄对象的距离无关地成为一定。在帧图像93中，网格图像g的一边的长度d2，基于点区域sr间的距离d1设定，所以长度d2和拍摄对象的尺寸的比率也与从拍摄单元4到拍摄对象的距离无关地成为恒定。
因此，网格图像g的一边的长度d2小于拍摄对象的情况下，即使从拍摄单元4到拍摄对象的距离变化，在帧图像93中，长度d2成为小于拍摄对象的尺寸。此外，长度d2相对于拍摄对象的尺寸的比率也不变。
因此，在本实施方式中，与从拍摄单元4到拍摄对象的距离无关地，比较网格图像g的一边的长度d2和拍摄对象，从而能够容易把握拍摄对象的尺寸。此外，基于长度d2，还能够测定拍摄对象的具体的尺寸。
在本实施方式中，每次出射聚光时，更新网格图像g。因此，在拍摄动态图像的期间，即使从拍摄单元4到拍摄对象的距离变化，也能够生成与该变化相应的网格图像g。而且，在拍摄动态图像的期间，以长度d2为基准，能够持续把握拍摄对象的尺寸。
在本实施方式中，控制器27将网格线的姿势设为网格线的各边相对于第二帧图像93的各边倾斜交叉的姿势，所以容易视觉确认网格线的各边。
在本实施方式中，将从光源48出射的扩散光由光纤47转换为平行光，所以能够使得从两个聚光出射部46出射的聚光的平行度良好。因此，在本实施方式中，如上所述，即使从拍摄单元4到拍摄对象的距离变化，也能够将点区域sr的实际的间隔高精度地维持为预定间隔，能够使得网格图像g的精度良好。
在本实施方式中，两个聚光出射部46和两个照明光出射部43，在以透镜44的光轴oa为中心的周向，等间隔且交互配置。因此，在本实施方式中，能够抑制来自照射光出射部43的照明光偏向任一方的聚光的照射地点而照射。由此，能够使得拍摄范围内的辉度分布均一地照射两个聚光，在测量用帧图像92中，变得容易识别两个点区域sr。与此相伴，基于两个点区域sr，容易算出距离d1。
(变形例)
在上述实施方式中，如图5的(d)所示，控制器27基于测量用帧图像92的点区域sr间的距离d1设定网格图像g中的格子的一边的长度d2。但是，如图7的(d)所示，控制器27可以基于距离d1设定网格图像g中的格子的对角线的长度d3，生成网格图像g。网格图像g中的格子是正方形，所以基于长度d3可以决定格子的一边的长度。而且，可以以格子的对角线为基准生成网格线。
图8是表示变形例的网格图像g的图。图8的(ⅰ)是表示相对于距离d1的格子的一边的长度d4的图。图8的(ⅱ)是表示将格子的一边的长度设为d4的网格图像g的图。
控制器27也可以将网格图像g中的格子的一边的长度d4设为将测量用帧图像92的点区域sr间的距离d1以预定的分割数均等分割后的长度(参照图8的(ⅰ))。在本变形例中，将两个聚光出射部46间的距离设为7mm。即，测量用帧图像92的点区域sr间的距离d1为7mm。而且，控制器27，将7份分割点区域sr间的距离d1(7mm)后的长度d4(1mm)设为网格图像g中的格子的一边的长度d4。
图9是表示变形例的网格图像g的图。图9的(ⅰ)是表示相对于距离d1的格子的对角线的长度d5的图。图9的(ⅱ)是表示将格子的对角线的长度设为d5的网格图像g的图。
控制器27与图8的处理同样地，也可以将网格图像g中的格子的对角线的长度d5设为将测量用帧图像92的点区域sr间的距离d1以预定的分割数均等地分割后的长度(参照图9的(ⅰ))。在本变形例中，将两个聚光出射部46间的距离设为7mm。即，测量用帧图像92的点区域sr间的距离d1为7mm。而且，控制器27将7份分割点区域sr间的距离d1(7mm)后的长度d5(1mm)设为网格图像g中的格子的对角间的长度d5。
在所述实施方式和所述变形例中，控制器27将网格图像g的格子设为正方形状，但也可以将网格图像g的格子设为菱形状。
也可以是内视镜1自身生成网格图像g，在测量用帧图像92叠加网格图像g。可以是与内视镜1通过无线或有线连接的计算机，从内视镜1取得测量用帧图像92，基于测量用帧图像92生成网格图像g。而且，可以是计算机在帧图像91叠加网格图像g生成帧图像93。可以是计算机在与计算机连接的显示器显示帧图像93(即，包含网格线的动态图像)。
图10是表示相机系统8的图。
在所述实施方式中，聚光出射部46设置于内视镜1。在本变形例中，聚光出射部71设置于相机系统8。
相机系统8具备相机本体6和配件7。
相机本体6具备本体部61和镜筒62。镜筒62保持透镜621，能够在本体部61拆装。
本体部61具备：镜611、五棱镜612、取景器613、拍摄元件614、显示器615、控制器616、以及存储器617。
在未按下未图示的快门时，镜611将通过透镜621的光反射到取景器613侧。五棱镜612将来自镜611的反射光向取景器613反射。使用者能够从取景器613看见通过了摄影用的透镜621的影像。当按下快门时，通过未图示的驱动机构，镜611上升，通过透镜621的光入射至拍摄元件614。在图10所示的相机系统8中，还可以省略镜611、五棱镜612以及取景器613。
配件7可以在镜筒62拆装。配件7例如为环状，以能够拆卸的方式嵌在镜筒62。配件7具备：一对聚光出射部71和向聚光出射部71供给电力的未图示的电池等电源。聚光出射部71夹着透镜621的光轴点对称地设置。聚光出射部71具有与所述聚光出射部46同样的作用和功能，出射与透镜621的光轴平行的两个聚光。聚光出射部71可以是出射来自光源的光的光纤的一端，也可以是出射激光的led等的光源本身。聚光出射部71在相机本体6的拍摄范围内出射两个聚光。
控制器616，由拍摄元件614，在动态图像摄影时，拍摄包含由聚光照射的点区域sr的测量用帧图像92和不包含点区域的多个第一帧图像91。然后，控制器616，与所述步骤s3～s6同样，基于测量用帧图像92中的点区域sr间的距离d1设定网格线的间隔。然后，控制器616，生成包含以所述间隔排列的多个网格线的网格图像g，并且在第一帧图像91叠加网格图像g生成第二帧图像93。控制器616，在显示器615显示基于第二帧图像93的动态图像。
本变形例中，聚光出射部71设置于配件7，所以还能够将配件7以可拆装的方式安装于相机本体6。但是，聚光出射部71也可以不经由配件7而直接内置于本体部61或镜筒62。此外，在上述变形例中，聚光出射部71的点亮控制由内置于配件7的控制器进行，独立于控制器616进行，但也可以由相机本体6的控制器616控制。
图11是表示相机8a的图。
具有聚光出射部71的配件7也可以安装于相机8a的相机本体6。
在相机8a中，保持透镜621的镜筒62和收容对通过透镜621的光感光的拍摄元件614的本体部61一体地固定。本体部61收容控制器616和存储器617，并且保持显示器615。在相机8a，与相机系统8不同，并没有设置将通过了透镜621的影像向取景器613侧反射的镜611。此外，如上所述，在相机8a中镜筒62和本体部61一体地固定。
在本变形例中，聚光出射部71也在相机本体6的拍摄范围内出射两个聚光。控制器616拍摄包含点区域sr的测量用帧图像92和不包含点区域sr的多个第一帧图像91。控制器616在多个第一帧图像91叠加基于测量用帧图像92生成的网格图像g而生成多个第二帧图像93。控制器616在显示器615显示基于多个第二帧图像93的动态图像。
聚光出射部71可以内置于相机本体6。聚光出射部71的点亮控制由内置于配件7的控制器进行，独立于控制器616进行，但也可以由相机本体6的控制器616控制。