(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する撮影装置によって時系列的に撮影された画像列の画像を解析する画像解析装置において、
各画像の画像領域上に比較領域を設定する比較領域設定手段と、
画像間の相関を用いて前記比較領域設定手段が設定した比較領域の被写体の位置ずれを算出し、前記位置ずれに基づいて前記画像を撮影する間に前記撮影装置が移動した移動量を算出する移動量算出手段と、
前記移動量を累積加算して、前記撮影装置の移動距離を算出する距離算出手段と、
を備え、前記移動量算出手段は、前記画像間における前記比較領域の前記画像領域上の位置のずれ量が所定の閾値で定まる条件を充たす場合に、前記移動量を算出することを特徴とする画像解析装置。
【請求項２】
前記距離算出手段は、前記移動量算出手段で算出した前記移動量のうちの所定の閾値で定まる条件を充たす移動量について累積加算することを特徴とする請求項１に記載の画像解析装置。
【請求項３】
前記移動量算出手段は、前記画像領域上の複数の領域において前記位置ずれを算出し、前記複数の領域ごとに領域移動量を算出し、前記領域移動量を統計処理することで前記移動量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像解析装置。
【請求項４】
前記比較領域を設定可能な範囲を制限する制限手段を備え、
前記比較領域設定手段は、前記制限手段によって制限された範囲内で前記比較領域を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像解析装置。
【請求項５】
画像に撮影されている観察対象を特定する特定手段を備え、
前記距離算出手段は、前記観察対象ごとに前記移動量を累積加算して、前記撮影装置の移動距離を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像解析装置。
【請求項６】
画像に撮影されている観察対象を特定する特定手段を備え、
前記移動量算出手段は、前記特定手段によって特定された前記観察対象に応じた算出条件を用いて前記移動量を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像解析装置。
【請求項７】
前記画像中に撮影されている関心領域と前記撮影装置との撮影距離を算出する撮影距離算出手段を備え、
前記距離算出手段は、前記移動量を累積加算した値と前記撮影距離の値とを加算することで、所定位置から前記関心領域に対応する位置までの距離を、前記撮影装置が移動した累積移動距離として算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像解析装置。
【請求項８】
前記画像列の画像を表示する表示手段と、
前記表示手段によって表示された前記画像上の前記関心領域を入力する入力手段と、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の画像解析装置。
【請求項９】
前記画像列は、被検体の胃腸管内に導入されたカプセル型内視鏡によって撮影された胃腸管内画像列であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の画像解析装置。
【請求項１０】
移動する撮影装置によって時系列的に撮影された画像列の画像を解析する画像解析プログラムであって、
コンピュータに、
各画像の画像領域上に比較領域を設定する比較領域設定手順と、
画像間の相関を用いて前記比較領域設定手順により設定した比較領域の被写体の位置ずれを算出し、前記位置ずれに基づいて前記画像を撮影する間に前記撮影装置が移動した移動量を算出する移動量算出手順と、
前記移動量を累積加算して、前記撮影装置の移動距離を算出する距離算出手順と、
を、実行させ、前記移動量算出手順は、前記画像間における前記比較領域の前記画像領域上の位置のずれ量が所定の閾値で定まる条件を充たす場合に、前記移動量を算出することを特徴とする画像解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する撮影装置によって時系列的に撮影された画像列の画像を解析する画像解析装置および画像解析プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、撮影装置、例えばカプセル型内視鏡が撮影した画像列を用いて、被写体の状態を解析する画像解析装置が知られている。この画像解析装置は、胃腸管内を進行するカプセル型内視鏡によって連続して撮影された画像列の中の画像を比較し、胃腸管の運動性を分析する（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６９４４３１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来の画像解析装置は、胃腸管内の画像を比較し、被写体自身の動きおよびカプセル型内視鏡の動きを解析して胃腸管の蠕動運動を分析する装置であった。
【０００５】
ところで、いわゆるカプセル型内視鏡によって撮影された画像列は、胃腸管の運動性の検診のためのみならず、胃腸管の病変部発見のためにも使用される。治療方針などを決定するためには、胃腸管の入口または出口から病変部までの距離を知ることは重要である。ところが、カプセル型内視鏡を用いた検査では、カプセル型内視鏡が胃腸管内でどの程度進行したのか、すなわち病変部が撮影された画像が胃腸管の入口または出口からどの距離で撮影されたものであるのかということを把握し難いという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動する撮影装置によって時系列的に撮影された画像列を構成する画像が、撮影装置がどの程度移動したときに撮影された画像であるかという情報を明らかにすることができる画像解析装置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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像解析装置は、移動撮影装置によって時系列的に撮影された画像列の画像を解析する画像解析装置であって、画像間の相関を用いて画像領域上の被写体の位置ずれを算出し、前記位置ずれに基づいて前記画像を撮影する間に前記撮影装置が移動した移動量を算出する移動量算出手段と前記移動量を累積加算して、前記撮影装置の移動距離を算出する距離算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる画像解析プログラムは、移動する撮影装置によって時系列的に撮影された画像列の画像を解析する画像解析プログラムであって、画像間の相関を用いて画像領域上の被写体の位置ずれを算出し、前記位置ずれに基づいて前記画像を撮影する間に前記撮影装置が移動した移動量を算出する移動量算出手順と、前記移動量を累積加算して、前記撮影装置の移動距離を算出する距離算出手順と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる画像解析装置によれば、移動する撮影装置によって時系列的に撮影された画像列を構成する画像が、撮影装置がどの程度移動したときに撮影された画像であるかを知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態である画像解析装置および画像解析プログラムについて説明する。なお、各実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分または相当する部分には同一の符号を付している。
【００１１】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態にかかる画像解析装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる画像解析装置のブロック図である。図１に示すように、画像解析装置１は、各種情報を出力する表示部２と、各種情報の入力を受け付ける入力部３と、各種情報を記憶する記憶部４と、画像解析装置１の各部の処理および動作を制御する制御部５と、画像情報を解析する画像解析部６を備える。表示部２、入力部３、記憶部４、制御部５、画像解析部６は電気的に接続されている。
【００１２】
表示部２は、液晶ディスプレイ等を備え、画像を含む各種情報を表示する。表示部２は、特に、記憶部４に記憶された画像と、画像解析装置１のユーザーに対して各種処理情報の入力を依頼するＧＵＩ（Graphical User Interface）画面とを表示する。
【００１３】
入力部３は、画像解析装置１で処理する画像、各種処理情報等の入力を受け付ける。具体的には、入力部３は、ＵＳＢ，ＩＥＥＥ１３９４等の通信用インターフェースを備え、外部装置からの画像の入力を受け付ける。また、入力部３は、各種スイッチ、入力キー、マウス、タッチパネル等を備え、ユーザーが所定位置との距離を把握したいと考える被写体である関心領域が写っている画像中の領域の指定を、ユーザーから受け付ける。なお、入力部３は、各種メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ等の携帯型記憶媒体に対応するインターフェースを備え、この携帯型記憶媒体からの画像の入力を受け付けるようにしてもよい。
【００１４】
記憶部４は、各種処理プログラム等があらかじめ記憶されたＲＯＭと、各処理の処理パラメータ、処理データ等を記憶するＲＡＭとによって実現される。記憶部４は、移動する撮影装置によって時系列的に撮影された画像列の画像情報４ａを記憶する。なお、記憶部４は、各種メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ等の携帯型記憶媒体を着脱可能な画像記憶部として備えるようにしてもよい。
【００１５】
制御部５は、記憶部４に記憶された各種処理プログラムを実行するＣＰＵ等によって実現される。制御部５は、特に、画像読込部５ａと表示制御部５ｂとを備える。画像読込部５ａは、記憶部４に記憶されている画像情報４ａを読み込む。また表示制御部５ｂは、画像読込部５ａが読み込んだ画像等を表示部２に表示する制御を行う。
【００１６】
画像解析部６は、撮影距離算出部６ａと、移動量算出部６ｂと、距離算出部６ｃとを備える。撮影距離算出部６ａは、関心領域が撮影されている画像を解析し、関心領域と撮影装置との撮影距離を算出する。また、移動量算出部６ｂは、時系列的に撮影された画像列を構成する画像を解析し、各画像を撮影する間に撮影装置が移動した移動量を算出する。さらに、距離算出部６ｃは、移動量算出部６ｂによって算出された移動量を累積し、撮影装置が所定位置を出発した後の累積移動量を算出する。なお、所定位置とは、管内の所定の基準点の位置、または撮影装置が最初に画像を撮影した位置、若しくはユーザーより入力部３を介して指定された位置である。
【００１７】
さらに、移動量算出部６ｂは、比較領域設定部６ｂ−１と、算出部６ｂ−２と、移動判断部６ｂ−３とを備える。比較領域部６ｂ−１は、各画像において比較領域を設定する。比較領域とは、画像上において他の領域とは区別できるような特徴のある領域をいい、例えば各画像をフーリエ変換して周波数空間とした場合、特徴的な周波数分布を示す領域である。そのほか、領域分割を行った際に特徴的な領域として認識される領域、または、画像中で、ユーザーにより設定された領域など、領域自体が特徴的であるということにより、テンプレートマッチングを行う際に有効に用いることができる領域を、比較領域とすることができる。
【００１８】
算出部６ｂ−２は、連続する２以上の画像において設定された比較領域の位置のずれに基づいて、それらの画像を撮影する間の撮影装置の移動量を算出する。ここで、算出部６ｂ−２は、テンプレートマッチングを用いて比較領域の位置ずれを算出する。すなわち、算出部６ｂ−２は、比較領域設定部６ｂ−１が設定した比較領域をテンプレートとし、他の画像においてこのテンプレートと最も相関の高い領域を検出し、比較領域とこの比較領域にもっとも相関の高い領域との画像領域上での位置ずれを検出し、この位置ずれに基づいて撮影装置の移動量を算出する。
【００１９】
なお、算出部６ｂ−２は、全画像領域をテンプレートとして画像間の被写体の位置ずれを検出してもよい。この場合、比較領域設定部６ｂ−１は不要である。
【００２０】
また、移動判断部６ｂ−３は、連続する２枚以上の画像を比較し、これらの画像を撮影する間に撮影装置が移動したか否かを判断する。移動判断部６ｂ−３が画像を撮影する間に撮影装置が移動したと判断した場合、算出部６ｂ−２は、それらの画像間について、移動量の算出処理を行う。
【００２１】
次に、画像解析装置１が行う画像解析処理の手順について説明する。図２は、制御部５の制御のもと、画像解析装置１が、撮影装置が所定位置を出発した後の累積移動量、すなわち撮影装置の累積移動距離を算出し表示する処理手順を示すフローチャートである。図２に示すように、まず、画像読込部５ａが、記憶部４に記憶されている画像情報４ａを読み込み（ステップＳ１０１）、表示制御部５ｂが、読み込んだ画像を表示部２に表示する（ステップＳ１０２）。その後、制御部５は、入力部３を介して、ユーザーより関心領域の入力を受け付ける（ステップＳ１０３）。なお、本実施形態では、ユーザーから関心領域が写っている画像中の領域の指定を受け付ける構成としているが、ステップＳ１０３の処理を、画像中の関心領域を自動的に抽出する構成とすることもできる。例えば、関心領域として抽出したい領域の画像特徴（色やテクスチャ等）を予め用意しておいて、その画像特徴を備えた領域をテンプレートマッチングやパターン認識等の公知の手法で抽出することで、画像中の関心領域を設定（抽出）する構成とすることができる。制御部５は関心領域についての情報を取得した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、画像解析部６を制御し、所定位置と関心領域に対応する位置との間での撮影装置の累積移動距離を算出させる（ステップＳ１０４）。その後、表示制御部５ｂは、算出された移動距離を表示部２に表示させる（ステップＳ１０５）。なお、制御部５が関心領域についての情報を取得しなかった場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、制御部５は画像解析処理を終了する。
【００２２】
ここで、ステップＳ１０４において画像解析部６が行う処理について説明する。図３は、関心領域Ｔが撮影された画像１００と、管２００内における関心領域Ｔおよび各画像の撮影位置Ｃ1〜Ｃi〜Ｃnとを示した図である。図３に示すように、撮影装置は、始点である撮影位置Ｃ1を出発後、管２００の管軸上を管軸方向に進行しながら、撮影位置Ｃ1〜Ｃi〜Ｃnにおいて画像を撮影する。なお、画像１００は、撮影位置Ｃiにおいて撮影された画像である。
【００２３】
ユーザーが表示部２に表示された画像を閲覧し、始点（撮影位置Ｃi）と関心領域Ｔに対応する位置との間での撮影装置の累積移動距離を算出するよう制御部５に入力した場合を説明する。この場合、画像解析部６は、図３に示すように、各撮影位置間の距離、すなわち各々撮影位置から次の撮影位置までの撮影装置の移動量Ｌ1〜Ｌi-1の累積量と、撮影位置Ｃiと関心領域Ｔとの管軸方向の撮影距離Ｘiを加算することによって、撮影装置の累積移動距離を算出する。
【００２４】
具体的には、撮影距離算出部６ａが画像１００を解析して撮影距離Ｘiを算出する。また、移動量算出部６ｂが撮影位置Ｃ1〜Ｃiにおいて撮影された画像を解析して撮影装置の移動量Ｌ1〜Ｌi-1を算出する。その後、距離算出部６ｃが移動量Ｌ1〜Ｌi-1を累積加算し、さらにこの累積量に撮影距離Ｘiを加算して、始点である撮影位置Ｃ1と関心領域Ｔに対応する位置と間での撮影装置の累積移動距離を算出する。なお、所定の閾値で定まる条件を充たさない移動量については、累積加算の対象とせずに、所定の閾値で定まる条件を充たす移動量についてのみ累積加算の対象とすることもできる。例えば、所定の閾値未満の移動量を累積加算の対象から外したり、所定の閾値以上の移動量を累積加算の対象から外したりする。
【００２５】
ここで、撮影距離算出部６ａおよび移動量算出部６ｂが行う画像解析処理について説明する。まず、撮影距離算出部６ａが行う画像解析処置について、図４を用いて説明する。図４は、管２００内における撮影位置Ｃiと関心領域Ｔとの位置関係、および画像１００を撮影した撮影装置の像面１００’上の関心領域Ｔ’と焦点Ｏとの位置関係を示した図である。なお、撮影装置は管軸上を管軸方向に移動しており、撮影装置の光軸と管軸とが一致しているものとする。図４に示すように、撮影装置と関心領域Ｔとを結んだ線と管軸（光軸）との交角をθとすると、管２００の管径ｒと撮影距離Ｘiとの関係、および焦点Ｏと関心領域Ｔ’との距離ＯＴ’と焦点距離ａとの関係は、以下のように示される。
【００２６】
【数１】
0005408850.tif 000002
【００２７】
本実施形態では、管径ｒは既知であり、焦点距離ａは撮影装置の撮影条件として画像情報４ａに含まれる情報であるとする。したがって、撮影距離算出部６ａは、式（２）および画像１００を解析することによって得られる距離ＯＴ’等の情報を用いて、撮影距離Ｘiを算出する。なお、本実施形態では、管径ｒは既知としているが、画像１００を解析することで、管径ｒを算出する構成とすることもできる。
【００２８】
次に、移動量算出部６ｂの各部が行う画像解析処理について、図５を用いて説明する。図５は、比較領域設定部６ｂ−１が設定した比較領域Ａと、比較領域Ａを撮影した撮影位置Ｃk-1、Ｃkとの位置関係、および撮影位置Ｃk-1、Ｃkで撮影された画像１０１、１０２を示した図である。なお、図５において、画像１０１、１０２上の比較領域Ａを比較領域Ａ’、Ａ’’とする。図５に示すように、撮影位置Ｃk-1から撮影位置Ｃkまでの撮影装置の移動量Ｌk-1は、撮影位置Ｃk-1と比較領域Ａとの管軸方向の撮影距離Ｘk-1と、撮影位置Ｃkと比較領域Ａとの管軸方向の撮影距離Ｘkとの差として算出できる。撮影距離Ｘk-1、Ｘkは、式（２）を用いて算出できるので、移動量Ｌk-1は、下記の式（３）のように示される。
【００２９】
【数２】
0005408850.tif 000003
【００３０】
したがって、比較領域設定部６ｂ−１が、画像１０１、１０２において比較領域Ａを設定し、算出部６ｂ−２が、式（３）および画像１０１、１０２を解析することによって得られる距離ＯＡ’、ＯＡ’’を用いて、移動量Ｌk-1を算出する。比較領域設定部６ｂ−１および算出部６ｂ−２は、同様に撮影位置Ｃ1〜Ｃiの各撮影位置間における撮影装置の移動量Ｌ1〜Ｌi-1を算出する。
【００３１】
なお、比較領域設定部６ｂ−１は、常に各画像上で１以上の比較領域を設定する。さらに、比較領域設定６ｂ−１は、図６に示すように、所定の比較領域Ｂがフレームアウトする前に、他の比較領域Ｄを設定する。このように比較領域を設定するのは、すべての撮影位置間において、撮影装置の移動量を算出するためである。
【００３２】
また、移動判断部６ｂ−３は、連続する画像間において画像上での比較領域の位置のずれ量が所定の閾値未満であった場合に、これらの画像を撮影する間に撮影装置は移動しなかったと判断する。例えば、図７に示すように、撮影位置Ｃm-1、Ｃmで撮影された画像１０６、１０７上の比較領域Ｅ’、Ｅ’’間の位置のずれ量Ｅ’Ｅ’’が所定量未満の場合、撮影位置Ｃm-1、Ｃm間において撮影装置の移動はなかったと判断して、所定の閾値以上の場合に移動量を算出するように構成することができる。
【００３３】
このように、実施の形態１にかかる画像解析装置１は、移動する撮影装置によって時系列的に撮影された画像列を構成する画像上での比較領域の位置のずれに基づいて、各画像間での撮影装置の移動量を算出するとともに、撮影装置との撮影距離を算出する。したがって、画像解析装置１よれば、各画像が撮影装置がどの程度移動したときに撮影された画像であるかという情報が明らかとなり、所定位置と関心領域に対応する位置との間での撮影装置の累積移動距離を把握することができる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態１において、所定位置間の管軸方向の距離である管長が既知である場合、この管長を用いて撮影装置の移動量を補正してもよい。すなわち、画像情報４ａを解析して算出した所定位置間の撮影装置の累積移動量を既知の管長で正規化して、算出した累積移動量を補正してもよい。補正した累積移動量を用いて所定位置と関心領域に対応する位置との間での撮影装置の移動距離を算出することにより、累積移動距離を、より正確に算出できる。
【００３５】
また、各画像間において複数の比較領域を設定する場合は、例えば以下の処理を行うことで移動量を算出する。
【００３６】
この場合、算出部６ｂ−２は、例えば、図８に示すように全画像領域をＭ×Ｎ個に分割した分割領域Ｆ11〜ＦNMの領域ごとに、画像間の撮影装置の移動量を算出する。ここで、分割領域ごとに算出した撮影装置の移動量を領域移動量という。この領域移動量を用いて所定の画像間の撮影装置の移動量を算出する。例えば、算出部６ｂ−２は領域移動量を統計処理することで、各画像間の移動量を算出する。例えば複数の領域移動量の平均値を各画像間の移動量とみなす。あるいは、各領域移動量のうちの所定の閾値範囲に入る領域移動量の平均値を各画像間の移動量とみなす。
【００３７】
（実施の形態２）
また、上述した実施の形態１では、所定位置から関心領域を撮影した位置までの撮影装置の移動量と関心領域を撮影した撮影装置と関心領域との撮影距離とを加算した距離を、所定位置から撮影装置が移動した累積移動距離として算出したが、この実施の形態２では、所定位置から関心領域を撮影した位置までの撮影装置の移動量を、所定位置から撮影装置が移動した累積移動距離として算出する。これは、撮影距離と比較して撮影装置の移動量が極めて大きい場合、撮影装置の移動量の累積値を所定位置から関心領域に対応する位置までの距離と近似できるためである。
【００３８】
すなわち、図９に示すように、実施の形態２にかかる画像解析装置１０は、画像解析装置１が備えた画像解析部６に替えて画像解析部７を備える。また、画像解析部７では、画像解析部６が備えた移動量算出部６ｂと、距離算出部７ｃとを備え、撮影距離算出部６ａを備えていない。その他の構成は、画像解析装置１と同じである。
【００３９】
距離算出部７ｃは、移動量算出部６ｂが算出した撮影装置の移動量を累積加算して所定位置から関心領域に対応する位置までの撮影装置の累積移動距離を算出する。なお、撮影装置の累積移動距離を算出するために、画像解析装置１０が行う画像解析処理の手順は、図２に示した画像解析装置１が行う画像処理点順と同様である。ただし、本実施形態では、関心領域と前記撮影装置との撮影距離を算出する必要がないため、実施の形態１のステップＳ１０３のように、画像中での関心領域の位置を特定する必要がない。そこで、本実施形態では、ステップＳ１０３の代わりに、関心領域が写っている画像を、ユーザーの指定入力により、或いは自動的に特定するだけでも充分である。
【００４０】
このように、本実施の形態２では所定位置と関心領域に対応する位置との間での撮影装置の累積移動距離を、所定位置から関心領域を撮影する位置までの撮影装置の移動量に近似して算出する。したがって、実施の形態１と比較して算出処理量が軽減され、画像解析装置にかかる算出処理の負担が軽減される。
【００４１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態３では、実施の形態１または実施の形態２にかかる画像解析装置において、比較領域を設定する画像領域を制限する。
【００４２】
例えば、図１０に示すように、本実施形態にかかる画像解析装置２０は、画像解析装置１が備えた画像解析部６に替えて画像解析部８を備える。画像解析部８は、移動量算出部６ｂに替えて移動量算出部８ｂを備える。移動量算出部８ｂは、比較領域設定部８ｂ−１、算出部８ｂ−２、移動判断部８ｂ−３と、領域制限部８ｂ−４を備える。その他の構成は、画像解析装置１と同じであり、同一の構成部分には同一の符号を付している。なお、画像解析装置２０は、画像解析装置１０の構成をもとに、移動量算出部６ｂに領域制限部８ｂ−４を備える構成としてもよい。
【００４３】
領域制限部８ｂ−４は、画像情報４ａを解析し、画像の歪曲収差などを考慮して比較領域を設定できる領域を制限する。例えば、図１１に示すように、画像領域中央および画像領域の端を除いた領域から比較領域が設定されるようにする。なお、ユーザーが、入力部３を介し、画像の歪曲収差等を考慮して選択した領域を設定領域として設定してもよい。
【００４４】
比較領域設定部８ｂ−１は、領域制限部８ｂ−４によって制限された範囲で比較領域を設定する。算出部８ｂ−２は、算出部６ｂ−２と同様に、比較領域部８ｂ−１によって設定された比較領域を用いて、撮影装置の移動量を算出する。移動判断部８ｂ−３は、移動判断部６ｂ−３と同様の処理を行う。
【００４５】
次に、図１２を参照し、制御部５の制御のもと、画像解析装置２０が所定位置と関心領域との距離を算出し表示する処理手順を説明する。まず、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様に、画像読込部５ａは、記憶部４より画像情報４ａを読み込み（ステップＳ２０１）、表示制御部５ｂが画像を表示部２に表示し（ステップＳ２０２）、制御部５は、ユーザーより関心領域の入力を受け付ける（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３では、ステップＳ１０３と同様に、自動的に関心領域を設定するようにすることもできる。制御部５が関心領域についての情報を取得した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、領域制限部８ｂ−４は、画像情報またはユーザーの指示に基づいて比較領域を設定する範囲を制限する（ステップＳ２０４）。その後、画像解析部８が所定位置から関心領域に対応する位置までの撮影装置の累積移動距離を算出し（ステップＳ２０５）、表示制御部５ｂが画像解析部８によって算出された累積移動距離を表示部２に表示する（ステップＳ２０６）。なお、制御部５が関心領域についての情報を取得しなかった場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、制御部５は画像解析処理を終了する。
【００４６】
このように、実施の形態３にかかる画像解析装置２０は、画像の歪曲収差や、ユーザーの指示等を考慮して制限された範囲内において比較領域を設定する。したがって、実施の形態３では、実施の形態１や実施の形態２に比べて、より正確な所定位置と関心領域との距離を算出できる。
【００４７】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、実施の形態１〜３にかかる画像解析装置において、画像に撮影されている観察対象を特定し、観察対象ごとに、所定位置から関心領域までの撮影装置の距離を算出できるようにしている。
【００４８】
例えば、図１３に示すように、実施の形態４にかかる画像解析装置３０は、画像解析装置１が備えた画像解析部６に替えて画像解析部９を備える。画像解析部９は、画像解析部６が備えた撮影距離算出部６ａおよび移動量算出部６ｂに替えて撮影距離算出部９ａおよび移動量算出部９ｂを備える。移動量算出部９ｂは、比較領域設定部９ｂ−１、算出部９ｂ−２、移動判断部９ｂ−３、観察対象特定部９ｂ−４を備える。その他の構成は、画像解析装置１と同じであり、同一構成部分には同一の符号を付している。なお、画像解析装置３０は、画像解析装置１０の構成をもとに、移動量算出部６ｂに観察対象特定部９ｂ−４を加えた構成としてもよい。或いは、画像解析装置３０は、画像解析装置２０の構成をもとに、移動量算出部８ｂに観察対象特定部９ｂ−４を加えた構成としてもよい。
【００４９】
観察対象特定部９ｂ−４は、例えば各画像に撮影されている管壁の性状に基づいて、観察対象を特定する。そして、撮影距離算出部９ａおよび算出部９ｂ−２は、観察対象特定部９ｂ−４が特定した観察対象に応じた管径と、式（２）、（３）とを用いて、撮影装置と関心領域との撮影距離、および撮影装置の移動量を算出する。
【００５０】
なお、比較領域設定部９ｂ−１および移動判断部９ｂ−３は、比較領域設定部６ｂ−１および移動判断部６ｂ−３と同様の処理を行う。
【００５１】
ここで、図１４を参照しつつ、画像解析部９が、複数の観察対象を有する管２０１内を移動する撮影装置４０によって撮影された画像列を解析する処理について説明する。図１４は、管径の異なる観察対象２０１ａ、２０１ｂが連結している管２０１を示す図である。図１４において、管２０１の所定位置（ｓ１）と所定位置（ｇ１）との間が観察対象２０１ａであり、所定位置（ｓ２）と所定位置（ｇ２）との間が観察対象２０１ｂである。撮影装置４０は、所定位置（ｓ１）、（ｇ１）、（ｓ２）、（ｇ２）の順に移動しながら、管２０１内を撮影する。
【００５２】
観察対象特定部９ｂ−４は、観察対象２０１ａ、２０１ｂの管壁の性状に基づいて、画像に撮影されている観察対象が観察対象２０１ａまたは観察対象２０１ｂであるか、若しくはいずれにも該当しないかを特定する。さらに、撮影距離算出部９ａは、特定された観察対象に応じた管径を用いて撮影距離を算出する。また、算出部９ｂ−２は、観察対象に応じた管径を用いて、観察対象ごとに設定された所定位置、例えば所定位置（ｓ１）、（ｓ２）からの撮影装置４０の移動量を算出する。
【００５３】
次に、図１５を参照し、制御部５の制御のもと、画像解析装置３０が所定位置と関心領域との距離を算出し表示する処理手順を説明する。まず、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様に、画像読込部５ａは、記憶部４より画像情報４ａを読み込み（ステップＳ３０１）、表示制御部５ｂが画像を表示部２に表示し（ステップＳ３０２）、制御部５は、ユーザーより関心領域の入力を受け付ける（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３では、ステップＳ１０３と同様に、自動的に関心領域を設定するようにすることもできる。制御部５が関心領域についての情報を取得した場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、観察対象特定部９ｂ−４は、画像情報４ａに基づいて、各画像に撮影されている観察対象を特定する（ステップＳ３０４）。その後、画像解析部９は、観察対象ごとに設定された所定位置から関心領域に対応する位置までの撮影装置との累積移動距離を算出し（ステップＳ３０５）、表示制御部５ｂが算出された移動距離を表示部２に表示する（ステップＳ３０６）。
【００５４】
なお、本実施形態では、所定位置を観察対象ごとに定める。例えば、各画像に撮影されている観察対象を特定することで、観察対象が画面上で切り替わった位置を特定する。そして、観察対象が画面上で切り替わった位置を所定位置とする。
【００５５】
このように、実施の形態４にかかる画像解析装置３０は、画像に撮影されている観察対象を自動的に特定し、この観察対象に応じて、撮影距離や移動量を算出する際の条件の一つである管径を変更しつつ、撮影装置の移動量を算出する。したがって、実施の形態４では、管径の異なる観察対象を有する管内を移動する撮影装置によって時系列的に撮影された画像列の画像を用いて、撮影装置の累積移距離を算出できる。また、所定位置を観察対象ごとに定めることで、観察対象ごとに撮影装置の移動距離を算出することができる。
【００５６】
ところで、上述した実施の形態１〜４にかかる画像解析装置は、カプセル型内視鏡で撮影した画像列（胃腸管内画像列）の解析に対しても適用できる。図１６は、実施の形態４にかかる画像解析装置３０を備えた胃腸管内情報取得システムの一例を模式的に示す図である。図１６に示す被検体内情報取得システムは、被検体Ｈの胃腸管内に導入され、胃腸管内画像を撮像するカプセル型内視鏡５０と、カプセル型内視鏡５０によって送信された無線信号を受信し、受信した無線信号に含まれる画像を蓄積する受信装置５１と、受信装置５１および画像解析装置に着脱可能なメモリカード等の携帯型の記憶部４とを備える。
【００５７】
カプセル型内視鏡５０は、被検体Ｈの胃腸管内画像を撮影する撮影機能と、撮影した画像を含む無線信号を外部に送信する無線通信機能とを有する。より具体的には、カプセル型内視鏡５０は、被検体Ｈの胃腸管内を進行すると同時に、例えば０.５秒程度の所定の間隔（２Ｈｚ程度）で被検体Ｈの胃腸管内画像を撮影し、この撮影した胃腸管内画像を所定の電波によって受信装置５１に送信する。カプセル型内視鏡５０は被検体Ｈの胃腸管内を８時間程度の時間をかけて移動しながら撮影し、胃腸管内画像列を作成する。
【００５８】
受信装置５１には、カプセル型内視鏡５０によって送信された無線信号を受信する複数の受信アンテナ５１ａ〜５１ｈが接続されている。受信アンテ５１ａ〜５１ｈは、例えばループアンテナを用いて実現され、カプセル型内視鏡５０の通過経路に対応する被検体Ｈの体表上に分散配置される。このような受信アンテナは、被検体Ｈに対して１以上配置されればよく、その配置数は、図示するように８個に限定されるものではない。
【００５９】
受信装置５１は、受信アンテナ５１ａ〜５１ｈのいずれかを介してカプセル型内視鏡５０より発信される無線信号を受信し、この受信した無線信号をもとに被検体Ｈの胃腸管内画像の画像情報を取得する。受信装置５１が取得した画像情報は、その受信装置５１に挿着された記憶部４に格納される。被検体Ｈの胃腸管内画像の画像情報を記憶した記憶部４は、画像解析装置３０に挿着され、画像解析装置３０における処理に使用される。
【００６０】
画像解析装置３０は、観察対象特定部９ｂ−４を備えており、カプセル型内視鏡５０が撮影した各臓器を特定できる。したがって、画像解析装置３０によれば、臓器ごとに撮影装置の移動距離を算出できる。
【００６１】
なお、観察対象特定部９ｂ−４は、胃腸管の粘膜表面の性状に基づいて、各臓器を特定する。胃腸管の粘膜表面の性状は、各臓器によって異なり、食道や胃の粘膜表面は、小腸に比べて凹凸が少なく平坦で、逆に、小腸の粘膜表面は、絨毛などによって表面に凹凸が多い。このため、食道や胃が撮像された画像は、低周波数成分が支配的であり、小腸が撮像された画像は、高周波数成分が支配的である。したがって、観察対象特定部９ｂ−４は、各画像の空間周波数成分を利用して、観察画像に撮像された臓器を判定する。具体的には、観察対象特定部９ｂ−４は、空間周波数成分情報として例えばフーリエ変換によって得られるパワースペクトルを用いて臓器判定を行う。
【００６２】
また、各臓器の粘膜表面の性状の違いにより、各画像に撮影されている臓器によって、各画像の所定の画素とその周辺画素との相関の高さ、各画像のテクスチャ情報量、各画像の圧縮データのファイルサイズ、または圧縮データの伸張時に算出されるＤＣＴ係数などにも差が生じる。したがって、観察対象特定部９ｂ−４は、これらを比較することによって臓器判定を行ってもよい。また、各臓器によって、カプセル型内視鏡の移動速度が異なるので、時系列で連続した画像間における周波数成分の変化量に差が生じ、画像間の圧縮データのファイルサイズの変化量またはＤＣＴ係数の変化量に差が生じる。そこで、観察対象特定部９ｂ−４は、画像間におけるこれらの変化量を比較して臓器判定を行ってもよい。
【００６３】
医師が胃腸管内画像列を閲覧し病変部を発見した場合、各臓器の入口または出口と病変部との距離についての情報は、病変部への対処および治療計画を立てる際に有効な情報となる。このように、本実施形態の胃腸管内情報取得システムによれば、医師にとって有用な情報を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる画像解析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す画像解析装置が行う画像解析処理の概要を示すフローチャートである。
【図３】管内の撮影装置の移動軌跡、および撮影装置によって撮影された画像を示す図である。
【図４】撮影距離の算出方法の概要を説明する図である。
【図５】撮影装置の移動量の算出方法の概要を説明する図である。
【図６】比較領域設定の一例を示す図である。
【図７】撮影装置の移動がなかったと判断される場合の画像と撮影位置とを示す図である。
【図８】画像領域の分割の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２にかかる画像解析装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態３にかかる画像解析装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】比較領域の設定領域の一例を示す図である。
【図１２】図１０に示す画像解析装置が行う画像解析処理の概要を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態４にかかる画像解析装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】複数の観察対象が連結した管の一例を示す図である。
【図１５】図１３に示す画像解析装置が行う画像解析処理の概要を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態４にかかる画像解析装置を備えた胃腸管内情報取得システムの構成例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、１０、２０、３０  画像解析装置
２  表示部
３  入力部
４  記憶部
４ａ  画像情報
５  制御部
５ａ  画像読込部
５ｂ  表示制御部
６、７、８、９  画像解析部
６ａ、９ａ  撮影距離算出部
６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ  移動量算出部
６ｂ−１、８ｂ−１、９ｂ−１  比較領域設定部
６ｂ−２、８ｂ−２、９ｂ−２  算出部
６ｂ−３、８ｂ−３、９ｂ−３  移動判断部
８ｂ−４  領域制限部
９ｂ−４  観察対象特定部
６ｃ、７ｃ  距離算出部
４０  撮影装置
５０  カプセル型内視鏡
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ、５１ｇ、５１ｈ  受信アンテナ
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７  画像
１００’  像面
２００、２０１  管
２０１ａ、２０１ｂ  観察対象
（ｓ１）、（ｇ１）、（ｓ２）、（ｇ２）  所定位置
Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ  比較領域
Ｃ1〜Ｃi〜Ｃn  撮影位置
Ｆ11〜ＦNM  分割領域
Ｈ  被検体
Ｏ  焦点
Ｔ  関心領域
Ｘi  撮影距離
ａ  焦点距離
ｒ  管径
【図１】
0005408850.tif 000004
【図２】
0005408850.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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