(57)【要約】【課題】必要に応じて高い撮像速度を保ちつつ、消費電力を削減する。【解決手段】注目範囲検出部15は、撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報に基づいて、撮像データにおける部位の範囲である注目範囲を検出する。変化量検出部16は、異なる2フレームの撮像データ間の注目範囲の変化量を検出する。フレームレート決定部17は、注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、カプセル内視鏡に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも高い値に決定し、注目範囲の変化量が基準値を下回った場合に、カプセル内視鏡に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも低い値に決定する。【選択図】図３
2015070915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを送信するカプセル内視鏡から送信された前記撮像データを受信し、前記フレームレート設定値を前記カプセル内視鏡に送信する無線通信インターフェースと、
前記撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュールと、
前記参照画像情報に基づいて、前記撮像データにおける前記部位の範囲である注目範囲を検出する注目範囲検出部と、
異なる2フレームの前記撮像データ間の前記注目範囲の変化量を検出する変化量検出部と、
前記注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも高い値に決定し、前記注目範囲の変化量が前記基準値を下回った場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも低い値に決定するフレームレート決定部と、
を有するデータ受信装置。
【請求項２】
前記フレームレート決定部は、前記注目範囲が検出されなかった場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を所定値に決定し、前記注目範囲が検出された場合に、前記所定値よりも大きい下限値を設定し、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、前記注目範囲の変化量に応じた値であって、前記下限値以上の値に決定する請求項１に記載のデータ受信装置。
【請求項３】
前記注目範囲検出部はさらに、前記注目範囲が検出された場合に、前記注目範囲が、比較的遠景を撮像した第1の領域と、比較的近景を撮像した第2の領域とのどちらに存在するのかを判定し、
前記フレームレート決定部はさらに、前記注目範囲が前記第2の領域に存在すると判定された場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、前記注目範囲の変化量に応じた値であって、前記注目範囲が前記第1の領域に存在すると判定された場合に決定される前記フレームレート設定値よりも高い値に決定する
請求項１に記載のデータ受信装置。
【請求項４】
前記第1の領域が、前記撮像データに基づく画像の一部であって前記画像の中心を含む領域である請求項３に記載のデータ受信装置。
【請求項５】
前記フレームレート決定部は、前記注目範囲の検出が開始された時点以降に初めて前記注目範囲が検出された場合に、検出された前記注目範囲が前記第1の領域に存在すると判定されたときは、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を第1の所定値に決定し、検出された前記注目範囲が前記第2の領域に存在すると判定されたときは、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、前記第1の所定値よりも大きい第2の所定値に決定する請求項３に記載のデータ受信装置。
【請求項６】
異なる2フレームの前記撮像データ間における前記注目範囲以外の背景の変化量を検出する背景変化量検出部をさらに有し、
前記フレームレート決定部は、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、前記注目範囲の変化量及び前記背景の変化量に応じた値に決定する
請求項１に記載のデータ受信装置。
【請求項７】
前記フレームレート決定部は、前記注目範囲が検出された場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、前記注目範囲の変化量に応じた値であって、前記背景の変化量を第1の影響度で反映した値に決定し、前記注目範囲が検出されなかった場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、前記背景の変化量を前記第1の影響度よりも小さい第2の影響度で反映した値に決定する請求項６に記載のデータ受信装置。
【請求項８】
前記記憶モジュールは、複数の前記参照画像情報を記憶し、
前記基準値は、前記参照画像情報毎に変更可能に設定されている請求項１に記載のデータ受信装置。
【請求項９】
カプセル内視鏡とデータ受信装置とを有するカプセル内視鏡システムであって、
前記カプセル内視鏡は、
フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを出力する撮像モジュールと、
前記撮像モジュールから出力された前記撮像データを前記データ受信装置に送信し、前記データ受信装置から前記フレームレート設定値を受信する第1の無線通信インターフェースと、
を有し、
前記データ受信装置は、
前記カプセル内視鏡から前記撮像データを受信し、前記フレームレート設定値を前記カプセル内視鏡に送信する第2の無線通信インターフェースと、
前記撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュールと、
前記参照画像情報に基づいて、前記撮像データにおける前記部位の範囲である注目範囲を検出する注目範囲検出部と、
異なる2フレームの前記撮像データ間の前記注目範囲の変化量を検出する変化量検出部と、
前記注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも高い値に決定し、前記注目範囲の変化量が前記基準値を下回った場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも低い値に決定するフレームレート決定部と、
を有するカプセル内視鏡システム。
【請求項１０】
フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを送信するカプセル内視鏡から送信された前記撮像データを無線通信インターフェースが受信するステップと、
前記撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュールの前記参照画像情報に基づいて、前記撮像データにおける前記部位の範囲である注目範囲を注目範囲検出部が検出するステップと、
異なる2フレームの前記撮像データ間の前記注目範囲の変化量を変化量検出部が検出するステップと、
前記注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも高い値にフレームレート決定部が決定し、前記注目範囲の変化量が前記基準値を下回った場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも低い値に前記フレームレート決定部が決定するステップと、
決定された前記フレームレート設定値を前記無線通信インターフェースが前記カプセル内視鏡に送信するステップと、
を有するデータ受信方法。
【請求項１１】
フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを送信するカプセル内視鏡から送信された前記撮像データを無線通信インターフェースに受信させるステップと、
前記撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュールの前記参照画像情報に基づいて、前記撮像データにおける前記部位の範囲である注目範囲を検出するステップと、
異なる2フレームの前記撮像データ間の前記注目範囲の変化量を検出するステップと、
前記注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも高い値に決定し、前記注目範囲の変化量が前記基準値を下回った場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも低い値に決定するステップと、
前記無線通信インターフェースに対して、決定された前記フレームレート設定値を前記カプセル内視鏡に送信させるステップと、
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、カプセル内視鏡から送信された撮像データを受信し、カプセル内視鏡のフレームレートを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献1には、体内の撮像装置から送信される撮像画像を受信した外部受信機が腸等の臓器の構造の欠陥や色を検出し、撮像装置の動作モードの変更を行う例が示されている。又、特許文献1には、動作モードの変更を行う例として、イメージセンサの撮像速度(フレーム取得速度)を上げることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表2006-509574号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術を使用すると、病変部位の撮像を行う場合に病変部位の撮像中はイメージセンサの撮像速度を上げることが可能となる。しかしながら、撮像中の病変部位に変化が無い場合でも高い撮像速度が保たれるため、同じ画像の撮像と送信に電力が消費される。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、必要に応じて高い撮像速度を保ちつつ、消費電力を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを送信するカプセル内視鏡から送信された前記撮像データを受信し、前記フレームレート設定値を前記カプセル内視鏡に送信する無線通信インターフェースと、前記撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュールと、前記参照画像情報に基づいて、前記撮像データにおける前記部位の範囲である注目範囲を検出する注目範囲検出部と、異なる2フレームの前記撮像データ間の前記注目範囲の変化量を検出する変化量検出部と、前記注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも高い値に決定し、前記注目範囲の変化量が前記基準値を下回った場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも低い値に決定するフレームレート決定部と、を有するデータ受信装置である。
【０００７】
又、本発明は、カプセル内視鏡とデータ受信装置とを有するカプセル内視鏡システムであって、前記カプセル内視鏡は、フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを出力する撮像モジュールと、前記撮像モジュールから出力された前記撮像データを前記データ受信装置に送信し、前記データ受信装置から前記フレームレート設定値を受信する第1の無線通信インターフェースと、を有し、前記データ受信装置は、前記カプセル内視鏡から前記撮像データを受信し、前記フレームレート設定値を前記カプセル内視鏡に送信する第2の無線通信インターフェースと、前記撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュールと、前記参照画像情報に基づいて、前記撮像データにおける前記部位の範囲である注目範囲を検出する注目範囲検出部と、異なる2フレームの前記撮像データ間の前記注目範囲の変化量を検出する変化量検出部と、前記注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも高い値に決定し、前記注目範囲の変化量が前記基準値を下回った場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも低い値に決定するフレームレート決定部と、を有するカプセル内視鏡システムである。
【０００８】
又、本発明は、フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを送信するカプセル内視鏡から送信された前記撮像データを無線通信インターフェースが受信するステップと、前記撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュールの前記参照画像情報に基づいて、前記撮像データにおける前記部位の範囲である注目範囲を注目範囲検出部が検出するステップと、異なる2フレームの前記撮像データ間の前記注目範囲の変化量を変化量検出部が検出するステップと、前記注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも高い値にフレームレート決定部が決定し、前記注目範囲の変化量が前記基準値を下回った場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも低い値に前記フレームレート決定部が決定するステップと、決定された前記フレームレート設定値を前記無線通信インターフェースが前記カプセル内視鏡に送信するステップと、を有するデータ受信方法である。
【０００９】
又、本発明は、フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを送信するカプセル内視鏡から送信された前記撮像データを無線通信インターフェースに受信させるステップと、前記撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュールの前記参照画像情報に基づいて、前記撮像データにおける前記部位の範囲である注目範囲を検出するステップと、異なる2フレームの前記撮像データ間の前記注目範囲の変化量を検出するステップと、前記注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも高い値に決定し、前記注目範囲の変化量が前記基準値を下回った場合に、前記カプセル内視鏡に送信される前記フレームレート設定値を、以前に決定された前記フレームレート設定値よりも低い値に決定するステップと、前記無線通信インターフェースに対して、決定された前記フレームレート設定値を前記カプセル内視鏡に送信させるステップと、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】
【００１０】
本発明によれば、注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、カプセル内視鏡に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも高い値に決定し、注目範囲の変化量が基準値を下回った場合に、カプセル内視鏡に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも低い値に決定することによって、必要に応じて高い撮像速度を保ちつつ、消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第1の実施形態によるカプセル内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第1の実施形態によるカプセル内視鏡の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第1の実施形態による受信装置の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撮像データの範囲と撮像画像中の注目範囲の動きとを示す参考図である。
【図５】本発明の第1の実施形態における注目範囲の面積の変化を示す参考図である。
【図６】本発明の第1の実施形態における注目範囲の面積の変化を示すグラフである。
【図７】本発明の第1の実施形態におけるフレームレートの変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第1の実施形態における撮像データの範囲と撮像画像中の注目範囲の動きとを示す参考図である。
【図９】本発明の第1の実施形態における注目範囲の面積の変化を示す参考図である。
【図１０】本発明の第1の実施形態における注目範囲の面積の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明の第1の実施形態におけるフレームレートの変化を示すグラフである。
【図１２】本発明の第1の実施形態におけるフレームレート設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第2の実施形態における注目範囲の面積の変化を示すグラフである。
【図１４】本発明の第2の実施形態におけるフレームレートの変化を示すグラフである。
【図１５】本発明の第2の実施形態におけるフレームレート設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第3の実施形態における撮像データの範囲を示す参考図である。
【図１７】本発明の第3の実施形態における撮像データの範囲と撮像画像中の注目範囲の動きとを示す参考図である。
【図１８】本発明の第3の実施形態における注目範囲の面積の変化を示すグラフである。
【図１９】本発明の第3の実施形態におけるフレームレートの変化を示すグラフである。
【図２０】本発明の第3の実施形態における撮像データの範囲と撮像画像中の注目範囲の動きとを示す参考図である。
【図２１】本発明の第3の実施形態における注目範囲の面積の変化を示すグラフである。
【図２２】本発明の第3の実施形態におけるフレームレートの変化を示すグラフである。
【図２３】本発明の第3の実施形態におけるフレームレート設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第4の実施形態によるカプセル内視鏡の構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第4の実施形態におけるフレームレート設定処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態を説明する。本実施形態では、撮像のフレームレートが受信装置からの無線による指示で変更可能であって、撮像後の画像データである撮像データを無線通信で受信装置に伝送するカプセル内視鏡と、カプセル内視鏡から伝送される撮像データを受信すると共にカプセル内視鏡のフレームレートを制御する受信装置とを有するカプセル内視鏡システムに本発明を適用した場合を例として説明する。
【００１４】
[構成]
図1は、本実施形態によるカプセル内視鏡システムの構成を示している。図2は、本実施形態によるカプセル内視鏡1の構成を示している。図3は、本実施形態による受信装置3の構成を示している。まず、図1〜図3を用いて、カプセル内視鏡システム、カプセル内視鏡1、及び受信装置3の構成と、カプセル内視鏡1及び受信装置3の動作の概要とを説明する。
【００１５】
本実施形態のカプセル内視鏡システムは、図1に示すように、カプセル内視鏡1と、受信装置3と、複数のアンテナを有するアンテナユニット2とを有する。アンテナユニット2は受信装置3と接続され、カプセル内視鏡1と受信装置3は、アンテナユニット2を介して行われる無線通信で接続される。本例ではアンテナユニット2と受信装置3とが分かれており、受信装置3自体はアンテナを備えていないが、受信装置3自体がアンテナを備えていても良い。
【００１６】
カプセル内視鏡1は生体(人体)に挿入され、撮像画像を無線送信する。無線送信された撮像画像は、アンテナユニット2により受信される。最大の受信感度を持つアンテナからの信号が受信装置3により選択されて受信処理が行われる。受信装置3は、受信した撮像画像を記憶すると共に、撮像画像中の病変部位や診察対象部位を検出する。更に、受信装置3は、異なる2フレームの撮像画像間の変化量が所望の値となるようなフレームレートを決定し、決定したフレームレートをカプセル内視鏡1に設定する。カプセル内視鏡システム全体の構成は公知であるので、これ以上の説明は省略する。
【００１７】
図2に示すように、カプセル内視鏡1は、レンズ4、画像センサ5、画像処理部6、無線通信部7、アンテナ部8、カプセル制御部9を有する。レンズ4は、病変部位や診察対象部位からの光を画像センサ5に結像する。画像センサ5は、フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを出力する撮像モジュールである。レンズ4、画像センサ5により体内の画像が撮像され、撮像データが画像処理部6に送られる。
【００１８】
画像処理部6は、画像センサ5から出力された撮像データに画像処理(圧縮処理)を行う。画像処理部6で圧縮処理が行われた後、圧縮処理後のデータは無線通信部7に送られる。無線通信部7は、アンテナ部8を介して受信装置3と無線通信を行う。無線通信部7及びアンテナ部8は、撮像モジュールから出力された撮像データ(画像処理部6によって処理されたデータ)を受信装置3に送信し、受信装置3からフレームレート設定値を受信する無線通信インターフェースである。無線通信部7では、パケット化及び高周波処理が行われ、アンテナ部8を介して無線信号が送信される。又、無線通信部7は、受信装置3から送信されるフレームレート設定値を、アンテナ部8を介して受信し、受信したフレームレート設定値をカプセル制御部9に通知する。
【００１９】
カプセル制御部9は、カプセル内視鏡1内の各部を制御する。又、カプセル制御部9は、無線通信部7から通知されたフレームレート設定値に基づいて、画像センサ5が撮像を行う際のフレームレートを設定し、設定したフレームレートで撮像を行うように画像センサ5の動作を制御する。各部の電源は、バッテリ(図示せず)により供給されている。バッテリの容量には限りがあるので、重要で無い画像や変化の無い画像の撮影ではなるべくフレームレートを下げて撮影することが求められている。
【００２０】
図3に示すように、受信装置3は、無線通信部10、画像処理部11、画像蓄積部12、画像記憶部13、参照画像記憶部14、注目範囲検出部15、変化量検出部16、フレームレート決定部17、受信装置制御部18を有する。無線通信部10は、アンテナユニット2を介してカプセル内視鏡1と無線通信を行う。無線通信部10は、カプセル内視鏡1から送信された撮像データを受信し、フレームレート設定値をカプセル内視鏡1に送信する無線通信インターフェースである。
【００２１】
画像処理部11は、無線通信部10で受信された撮像データに画像処理(伸張処理)を行う。画像処理部11によって処理された撮像データは、画像蓄積部12、画像記憶部13、注目範囲検出部15に出力される。画像蓄積部12は、1回の診察でカプセル内視鏡1から出力される全ての撮像データをファイル化して蓄積する記憶モジュールである。画像記憶部13は、後に説明するフレームレート設定に使用する撮像データを一時的に記憶する記憶モジュールである。参照画像記憶部14は、撮像データ中の生体の部位(病変部位又は診察対象部位)を特定するために使用する参照画像情報(例えば、病変部位又は診察対象部位の画像の特徴情報)を記憶する記憶モジュールである。画像蓄積部12、画像記憶部13、参照画像記憶部14のいずれか2つ以上が1つの記憶モジュールで構成されていても良い。
【００２２】
注目範囲検出部15は、参照画像記憶部14に記憶されている参照画像情報に基づいて、撮像データにおける病変部位又は診察対象部位の範囲である注目範囲を検出する。より具体的には、注目範囲検出部15は、画像処理部11から出力される1フレーム分の撮像データを記憶すると共に、記憶した撮像データと、参照画像記憶部14に記憶されている参照画像情報とを比較することにより、注目範囲の有無と場所(撮像画像内の位置)を特定する。注目範囲検出部15は、注目範囲の有無を示す情報を変化量検出部16及びフレームレート決定部17に出力し、注目範囲が存在する場合には、特定した場所の情報を注目範囲の情報として変化量検出部16に出力する。
【００２３】
注目範囲の検出アルゴリズムとして、パターンマッチングの原理を使用した手法等が種々考案されている。検出アルゴリズム自体は本発明の特徴では無く、検出アルゴリズムに公知の手法を使用している。検出アルゴリズムについてのこれ以上の説明は省略する。
【００２４】
変化量検出部16には、現フレームの撮像データと前フレームの撮像データとが画像記憶部13から入力される。変化量検出部16は、異なる2フレームの撮像データ間の注目範囲の変化量を検出する。より具体的には、変化量検出部16は、注目範囲検出部15から通知された注目範囲内の画像をフレーム間で比較して変化量を検出し、検出した変化量をフレームレート決定部17に出力する。此処での画像の変化とは、例えば、注目範囲の面積の変化、色調の変化、輝度(照明状態)の変化、等種々が考えられる。診察を行う内容に応じて、これらのいずれかが選択される。
【００２５】
本実施形態では、説明を簡単にするため、“注目範囲の面積の変化”のみに注目して説明を行う。以降の説明で変化量検出部16が検出する変化量は、注目範囲の面積の変化量である。
【００２６】
フレームレート決定部17は、変化量検出部16によって検出された変化量が所定の値になるようなフレームレート設定値を決定し、決定したフレームレート設定値を受信装置制御部18に出力する。より具体的には、フレームレート決定部17は、注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値(例えば、現在のフレームレート設定値)よりも高い値に決定し、注目範囲の変化量が基準値を下回った場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも低い値に決定する。フレームレート決定部17は、決定したフレームレート設定値を内部に保持する。決定されたフレームレート設定値は受信装置制御部18に通知される。
【００２７】
受信装置制御部18は、受信装置3内の各部を制御する。又、受信装置制御部18は、フレームレート決定部17から通知されたフレームレート設定値を無線通信部10に出力し、無線通信部10を制御する。無線通信部10は、アンテナユニット2を介してフレームレート設定値をカプセル内視鏡1に送信する。カプセル内視鏡1に送信されたフレームレート設定値は、次回の撮像でのフレームレート値として使用される。
【００２８】
又、受信装置制御部18は、受信装置制御部18の動作を制御するためのプログラムや必要なデータを記憶する。注目範囲検出部15、変化量検出部16、フレームレート決定部17の機能は、例えば受信装置制御部18の動作を制御するためのプログラムを、受信装置3のコンピュータである受信装置制御部18が読み込んで実行することにより、ソフトウェアの機能として実現可能である。また、このプログラムは、例えばフラッシュメモリのような「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」により提供されてもよい。また、上述したプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータから、伝送媒体を介して、或いは伝送媒体中の伝送波により受信装置3に伝送されることで受信装置3に入力されてもよい。ここで、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、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
【００２９】
無線通信部10、参照画像記憶部14、注目範囲検出部15、変化量検出部16、フレームレート決定部17を最小限の構成として含む装置は、本発明のデータ受信装置の一態様に対応する。例えば、無線通信部10は本発明のデータ受信装置における無線通信インターフェースに対応し、参照画像記憶部14は本発明のデータ受信装置における記憶モジュールに対応し、注目範囲検出部15は本発明のデータ受信装置における注目範囲検出部に対応し、変化量検出部16は本発明のデータ受信装置における変化量検出部に対応し、フレームレート決定部17は本発明のデータ受信装置におけるフレームレート決定部に対応する。
【００３０】
無線通信部10、参照画像記憶部14、注目範囲検出部15、変化量検出部16、フレームレート決定部17を最小限の構成として含む装置と、画像センサ5、無線通信部7、アンテナ部8を最小限の構成として含むカプセル内視鏡とを有するカプセル内視鏡システムは、本発明のカプセル内視鏡システムの一態様に対応する。本発明のカプセル内視鏡システムが有する受信装置に対応する構成は上記の通りである。又、例えば画像センサ5は、本発明のカプセル内視鏡システムが有するカプセル内視鏡における撮像モジュールに対応し、無線通信部7及びアンテナ部8は、本発明のカプセル内視鏡システムが有するカプセル内視鏡における第1の無線通信インターフェースに対応する。
【００３１】
上記の構成により、注目範囲の変化量が基準値を超え、フレーム間の画像の変化が大きくなると、フレームレート設定値が高い値となる。このため、高い撮像速度を保つことができる。又、注目範囲の変化量が基準値を下回り、フレーム間の画像の変化が小さくなると、フレームレート設定値が低い値となる。このため、消費電力を削減することができる。
【００３２】
[フレームレート設定動作]
図4〜図7を用いて、本実施形態でのフレームレートの設定方法を説明する。本説明では、本発明の要旨を簡易に伝えるため、装置の動作の一部が簡略化されている。
【００３３】
図4は、カプセル内視鏡1から受信装置3に送信される撮像データの範囲と撮像画像中の注目範囲の動きとを示している。本例での撮像データは、図4に示される撮像画像の中央にある矩形の有効撮像領域30(480×480画素)のデータである。図4では、有効撮像領域30の外側の領域31は撮像範囲外の領域である。領域31の撮像データは受信装置3に送信されない。
【００３４】
図4では、時間の経過に合わせた注目範囲の移動の例が示されている。カプセル内視鏡1が小腸等の腸管を通過する場合、進行方向にレンズ4等が向いていると、図4に示すように、時間の経過と共に注目範囲が、中央から周辺に移動している状態が撮像される。
【００３５】
図4では、カプセル内視鏡1が一定速度で移動している場合の注目範囲の動きが示されている。最初に時刻t1で注目範囲が撮像画像の中央部付近で検出され、時間の経過と共にカプセル内視鏡1が注目範囲の部位に接近するにつれて撮像画像中の注目範囲が周辺部に移動する。注目範囲は、時刻t5では有効撮像領域30の端に位置し、時刻t6では有効撮像領域30の外に出ている。
【００３６】
図5は、図4に示すように移動する注目範囲の面積変化の詳細な例を示している。本説明では、時刻t1〜t6のそれぞれの間隔を各1秒と仮定して説明を行う。注目範囲の面積(画素数)は、カプセル内視鏡1が注目範囲の部位に近づくに従って拡大する。図5に示すように注目範囲の面積は10×10(t1)→20×20(t2)→30×30(t3)→40×40(t4)→50×50(t5)と順次変化する。説明を簡単にするため、各時刻の間で注目範囲の面積は直線的に変化すると仮定して説明を行う。
【００３７】
図6は、図5に示すように注目範囲の面積が変化する場合の各時刻での注目範囲の面積と、各時刻間の面積の変化とを示している。図6の横軸は時間を示し、図6の縦軸は注目範囲の面積を示している。各時刻間の面積の変化は直線で近似されている。
【００３８】
以下では、フレーム間の注目範囲の変化量が50画素となるように、基準値として50という値が設定されている場合を例として説明を行う。本説明では、基準値が50の場合を例としているが、基準値は可変であり、参照画像情報の種類に応じて決定されている。より具体的には、参照画像記憶部14は、複数の参照画像情報を記憶し、基準値は、参照画像情報毎に変更可能に設定されている。例えば、基準値は、参照画像情報と関連付けられて参照画像記憶部14に記憶されており、使用される参照画像情報に対応した基準値がフレームレート決定部17に出力される。或いは、基準値は、基準値と参照画像情報とを関連付ける情報と共に受信装置制御部18によって記憶されており、使用される参照画像情報に対応した基準値がフレームレート決定部17に出力される。
【００３９】
例えば、病変部位が比較的小さい症状の参照画像情報に対応する基準値には小さな値が使用されている。この場合、注目範囲の変化量が小さくてもフレームレートが高い値に設定され、高フレームレートで撮像が行われる。
【００４０】
その場合、ユーザーである医療関係者がカプセル内視鏡による撮影の開始前に患者の症状に応じて、参照画像情報の選択や、選択した参照画像情報に対する基準値の変更を行うことも可能である。又、本実施形態のカプセル内視鏡1に設定可能なフレームレートの上限は30f/s(f/s=frame/second)であり、フレームレート設定値の計算でフレームレート設定値が上限の30f/sを超えた場合、フレームレート設定値は30f/sとなる。フレームレートの上限である30f/sは一例であり、フレームレートの上限はこの値以外の値であっても良い。
【００４１】
図7は、図6に示す注目範囲の面積の変化に対応したフレームレートの例を示している。図7の横軸は時間を示し、図7の縦軸はフレームレート(f/s)を示している。注目範囲が検出される前は、フレームレートは2f/sに固定されている。時刻t1よりも前のフレームでの注目範囲の面積は0(画素)である。時刻t1では、注目範囲が初めて検出され、注目範囲の面積が100(画素)であるので、フレーム間の注目範囲の変化量は100である。
【００４２】
次に設定するフレームレートをxとすると、xは以下のように算出される。フレームレート2f/sで撮像が行われたときのフレーム間の注目範囲の変化量が100であったので、フレーム間の注目範囲の変化量を50にするためには、x=2(f/s)×100/50=4である。よって、4f/sが次のフレームレートとして設定される。
【００４３】
フレームレートの設定は、フレームレートの計算の直後に行われる。上記の場合には時刻t1の直後にフレームレートの計算が行われるため、時刻t1から1フレーム期間が経過した後に撮像が開始されるフレームからフレームレートが4f/sに変更される。この場合、時刻t1におけるフレームレートが2f/sであるので、時刻t1から1フレーム期間である0.5秒が経過した時刻t1aでフレームレートが4f/sに変更される。
【００４４】
図7に示すように、時刻t1直後はフレームレート2f/sで撮像が継続している。時刻t1-t2間(1秒)に注目範囲の面積は直線的に300/sの速度で変化するので、フレームレートが2f/sの場合、フレーム間の注目範囲の変化量は300/2=150となる。この場合、フレーム間の注目範囲の変化量を50にするためには、前述した式と同様の式により、x=2(f/s)×150/50=6である。よって、6f/sが次のフレームレートとして設定される。この場合、時刻t1aにおけるフレームレートが4f/sであるので、時刻t1aから1フレーム期間である0.25秒が経過した時刻t1bでフレームレートが6f/sに変更される。フレームレート6f/sは時刻t2まで維持される。
【００４５】
時刻t2-t3間(1秒)に注目範囲の面積は直線的に500/sの速度で変化するので、フレームレートが6f/sの場合、時刻t2直後の注目範囲の変化量は500/6=83となる。この場合、フレーム間の注目範囲の変化量を50にするためには、前述した式と同様の式により、x=6(f/s)×83/50=10である。よって、10f/sが次のフレームレートとして設定される。
【００４６】
上記の処理は、注目範囲が有効撮像領域にある時刻t5まで繰り返される。時刻t2以降、時刻t5まで、フレームレートは順次、10f/s、14f/s、18f/sとなる。フレーム間の注目範囲の変化量が、基準値である50を超えている間、フレームレートは、前のフレームで決定されたフレームレートよりも高い値に設定される。
【００４７】
時刻t5以降は、注目範囲が有効撮像領域から徐々に外れていく。この場合、注目範囲が有効撮像領域の外枠に接していることが注目範囲検出部15からフレームレート決定部17に通知され、フレームレートは一律に10f/sに設定される。そのため、時刻t5-t6間のフレームレートは、所定値である10f/sに設定される。本来は、上記と同様の計算により、フレームレートは50f/sになるが、注目範囲が有効撮像領域から外れつつあることを注目範囲検出部15が検出すると、注目範囲が有効撮像領域から完全に外れるまでフレームレートは10f/sに維持される。
【００４８】
時刻t6以降は、注目範囲が有効撮像領域から無くなる。時刻t6直後のフレームで注目範囲が無いことが確認されると、フレームレートは、所定値である2f/sに設定される。
【００４９】
次に、カプセル内視鏡1の進行方向が逆の場合(カプセル内視鏡1が後ろ向きに進行する場合)のフレームレート設定について、図8〜図11を用いて説明する。図8〜図11は図4〜図7にそれぞれ対応している。
【００５０】
図8に示すように、注目範囲は時刻t0から有効撮像領域に入ってくる。時刻t1では注目範囲の全体が有効撮像領域内に含まれている。この場合、図9に示すように注目範囲の面積は50×50(t1)→40×40(t2)→30×30(t3)→20×20(t4)→10×10(t5)と順次変化する。図10は、図9に示すように注目範囲の面積が変化する場合の各時刻での注目範囲の面積と、各時刻間の面積の変化とを示している。図10の横軸は時間を示し、図10の縦軸は注目範囲の面積を示している。各時刻間の面積の変化は直線で近似されている。
【００５１】
進行方向が逆の場合でも、以下の条件が適用される。
(1)注目範囲が有効撮像領域に入りきっていない場合にはフレームレートは10f/sとなる。
(2)フレーム間の注目範囲の変化量の基準値は50である。この変化量は絶対値であり、注目範囲の面積が増加する場合と減少する場合とのいずれの場合でも基準値は50である。
【００５２】
図11は、図10に示す注目範囲の面積の変化に対応したフレームレートの例を示している。図11の横軸は時間を示し、図11の縦軸はフレームレート(f/s)を示している。注目範囲が検出される前は、フレームレートは2f/sで固定されている。時刻t0後の最初のフレームの撮像画像で注目範囲が検出され、注目範囲が有効撮像領域の外枠に接していることからフレームレートは10f/sに設定される。図11では、時刻t0で注目範囲が最初に検出され、時刻t0から1フレーム期間である0.5秒が経過した時刻でフレームレートが10f/sに変更される例が示されている。
【００５３】
本実施形態における注目範囲の変化量の検出は、注目範囲の全体が有効撮像領域内にある画像を用いて行われる。時刻t1で注目範囲の全体が有効撮像領域内に収まるので、時刻t1直後の最初のフレームの撮像画像とその次のフレームの撮像画像とを用いて最初の変化量の検出が行われる。それまではフレームレートが10f/sに設定される。
【００５４】
時刻t1-t2間の注目範囲の変化量は900であるので、フレームレートが10f/sの場合のフレーム間の注目範囲の変化量は90となる。新たに設定するフレームレートxは、x=10(f/s)×90/50=18である。よって、18f/sが次のフレームレートとして設定される。
【００５５】
時刻t2-t3間の注目範囲の変化量は700であるので、フレームレートが18f/sの場合のフレーム間の注目範囲の変化量は38となる。新たに設定するフレームレートxは、x=18(f/s)×38/50=14である。よって、14f/sが次のフレームレートとして設定される。
【００５６】
同様の手順で、時刻t5までのフレームレートが設定される。時刻t2以降、時刻t5まで、フレームレートは順次、18f/s、14f/s、10f/sとなる。フレーム間の注目範囲の変化量が、基準値である50を下回っている間、フレームレートは、前のフレームで決定されたフレームレートよりも低い値に設定される。時刻t5を過ぎると注目範囲が検出されなくなるため、フレームレートは2f/sに設定される。
【００５７】
[フレームレート設定処理の詳細]
図12は、フレームレート設定処理の手順を示している。フレームレート設定処理(S1)が開始されると、受信装置制御部18は、カプセル内視鏡1から送信される1フレーム分の撮像データの受信を待つ(S2)。カプセル内視鏡1から撮像データが送信されると、受信装置制御部18は、撮像データを無線通信部10に受信させる。無線通信部10が1フレーム分の撮像データを受信すると、注目範囲検出部15は、参照画像記憶部14に記憶されている参照画像情報に基づいて、撮像データ中の注目範囲を検出する(S3)。
【００５８】
注目範囲が存在せず、注目範囲が検出されなかった場合には、注目範囲が存在しないことがフレームレート決定部17に通知され、フレームレート決定部17はフレームレート設定値を2f/sに決定する(S4)。決定されたフレームレート設定値は受信装置制御部18に通知される。
【００５９】
注目範囲が検出された場合には、注目範囲が存在することと注目範囲とが変化量検出部16に通知され、変化量検出部16は、異なる2フレームの撮像データ間の注目範囲の変化量を検出する(S5)。検出された変化量はフレームレート決定部17に通知される。注目範囲が存在し、かつ、注目範囲が有効撮像領域の外枠に接している場合には、その旨がフレームレート決定部17に通知され、注目範囲の変化量は検出されない。
【００６０】
注目範囲の変化量が検出された後、フレームレート決定部17は、1フレーム前に決定された、現在のフレームレートに対応するフレームレート設定値と、検出された変化量とに基づいて、フレームレート設定値を決定する(S6)。前述したように、フレームレート決定部17は、変化量が所定の基準値を超えた場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも高い値に決定し、変化量が基準値を下回った場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも低い値に決定する。決定されたフレームレート設定値は受信装置制御部18に通知される。
【００６１】
受信装置制御部18は、フレームレート決定部17から通知されたフレームレート設定値をカプセル内視鏡1に送信する制御を行う(S7)。即ち、受信装置制御部18は、無線通信部10に対して、決定されたフレームレート設定値をカプセル内視鏡1に送信させる。フレームレート設定値の送信後、受信装置制御部18は、次のフレームの撮像データの受信を待つ(S2)。
【００６２】
本実施形態によれば、フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを送信するカプセル内視鏡1から送信された撮像データを受信し、フレームレート設定値をカプセル内視鏡1に送信する無線通信インターフェース(無線通信部10)と、撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュール(参照画像記憶部14)と、参照画像情報に基づいて、撮像データにおける部位の範囲である注目範囲を検出する注目範囲検出部15と、異なる2フレームの撮像データ間の注目範囲の変化量を検出する変化量検出部16と、注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも高い値に決定し、注目範囲の変化量が基準値を下回った場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも低い値に決定するフレームレート決定部17と、を有するデータ受信装置(受信装置3)が構成される。
【００６３】
又、本実施形態によれば、カプセル内視鏡1とデータ受信装置(受信装置3)とを有するカプセル内視鏡システムであって、カプセル内視鏡1は、フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを出力する撮像モジュール(画像センサ5)と、撮像モジュール(画像センサ5)から出力された撮像データをデータ受信装置(受信装置3)に送信し、データ受信装置(受信装置3)からフレームレート設定値を受信する第1の無線通信インターフェース(無線通信部7及びアンテナ部8)と、を有し、データ受信装置(受信装置3)は、カプセル内視鏡1から撮像データを受信し、フレームレート設定値をカプセル内視鏡1に送信する第2の無線通信インターフェース(無線通信部10)と、撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュール(参照画像記憶部14)と、参照画像情報に基づいて、撮像データにおける部位の範囲である注目範囲を検出する注目範囲検出部15と、異なる2フレームの撮像データ間の注目範囲の変化量を検出する変化量検出部16と、注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも高い値に決定し、注目範囲の変化量が基準値を下回った場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも低い値に決定するフレームレート決定部17と、を有するカプセル内視鏡システムが構成される。
【００６４】
又、本実施形態によれば、フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを送信するカプセル内視鏡1から送信された撮像データを無線通信インターフェース(無線通信部10)が受信するステップ(S2)と、撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュール(参照画像記憶部14)の参照画像情報に基づいて、撮像データにおける部位の範囲である注目範囲を注目範囲検出部15が検出するステップ(S3)と、異なる2フレームの撮像データ間の注目範囲の変化量を変化量検出部16が検出するステップ(S5)と、注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも高い値にフレームレート決定部17が決定し、注目範囲の変化量が基準値を下回った場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも低い値にフレームレート決定部17が決定するステップ(S6)と、決定されたフレームレート設定値を無線通信インターフェース(無線通信部10)がカプセル内視鏡1に送信するステップ(S7)と、を有するデータ受信方法が構成される。
【００６５】
又、本実施形態によれば、フレームレートを指定するフレームレート設定値に基づいて撮像のフレームレートの変更が可能であって、撮像を行って撮像後の撮像データを送信するカプセル内視鏡1から送信された撮像データを無線通信インターフェース(無線通信部10)に受信させるステップ(S2)と、撮像データ中の生体の部位を特定するために使用する参照画像情報を記憶する記憶モジュール(参照画像記憶部14)の参照画像情報に基づいて、撮像データにおける部位の範囲である注目範囲を検出するステップ(S3)と、異なる2フレームの撮像データ間の注目範囲の変化量を検出するステップ(S5)と、注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも高い値に決定し、注目範囲の変化量が基準値を下回った場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも低い値に決定するステップ(S6)と、無線通信インターフェース(無線通信部10)に対して、決定されたフレームレート設定値をカプセル内視鏡1に送信させるステップ(S7)と、をコンピュータに実行させるためのプログラムが構成される。
【００６６】
本実施形態では、注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、フレームレート設定値が以前のフレームレート設定値よりも高い値に決定されるので、撮像画像の変化が大きい場合には高い撮像速度を保つことができる。又、本実施形態では、注目範囲の変化量が所定の基準値を下回った場合に、フレームレート設定値が以前のフレームレート設定値よりも低い値に決定されるので、撮像画像の変化が小さい場合には消費電力を削減することができる。
【００６７】
又、本実施形態によれば、複数の参照画像情報を記憶する記憶モジュール(参照画像記憶部14)を有し、基準値は、参照画像情報毎に変更可能に設定されているデータ受信装置(受信装置3)が構成される。これによって、病変部位に応じて適したフレームレートで撮像を行うことができる。例えば、重要な観察対象となる病変部位が小さく、注目範囲の変化量が小さい場合であっても、フレームレートを上げて撮像することができる。
【００６８】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。本実施形態の構成は、第1の実施形態で説明した構成と同様である。
【００６９】
本実施形態のカプセル内視鏡システムは、撮像画像中に注目範囲が存在する場合のフレームレートを、撮像画像中に注目範囲が存在しない場合のフレームレートよりも常に高い値に設定する機能を有する。具体的には、撮像画像中に注目範囲が存在しない場合のフレームレート設定値は常に2f/sであり、撮像画像中に注目範囲が存在する場合のフレームレート設定値の下限値は4f/sである。
【００７０】
図13は、各時刻での注目範囲の面積と、各時刻間の面積の変化とを示している。図13の横軸は時間を示し、図13の縦軸は注目範囲の面積を示している。各時刻間の面積の変化は直線で近似されている。図14は、図13に示す注目範囲の面積の変化に対応したフレームレートの例を示している。図14の横軸は時間を示し、図14の縦軸はフレームレート(f/s)を示している。
【００７１】
本実施形態では、注目範囲の面積の変化は、第1の実施形態における図5に示す注目範囲の面積の変化と同様であるが、カプセル内視鏡1が時刻t3の直後に1秒間静止する点が、第1の実施形態で説明した例と異なる。
【００７２】
時刻t3までのフレームレートの変化は、第1の実施形態で説明したフレームレートの変化と同様である。図13には、時刻t3の直後にカプセル内視鏡1が1秒間静止し、カプセル内視鏡1の静止中、注目範囲の面積が変化しない様子が示されている。カプセル内視鏡1が静止すると、注目範囲の変化量が零になる。注目範囲の変化量が零になった場合、フレームレート設定値は下限値に決定される。
【００７３】
図14に示すように、時刻t3直後に検出された注目画像の変化量が零であるため、次に設定するフレームレートxの計算値がx=0となる。算出されたフレームレート設定値が、注目範囲が存在する場合のフレームレート設定値の下限値4f/sを下回ったため、フレームレート設定値はフレームレート設定値の下限値4f/sに決定される。カプセル内視鏡1が再度移動を開始する時刻t4を過ぎるまで、図14に示すようにフレームレートは4f/sに設定される。
【００７４】
時刻t4でカプセル内視鏡1が再度移動を開始すると、時刻t4-t5間の注目範囲の変化量は700であるので、フレームレートが4f/sの場合のフレーム間の注目範囲の変化量は175となる。新たに設定するフレームレートxは、x=4(f/s)×175/50=14である。よって、14f/sが次のフレームレートとして設定される。以降のフレームレートの変化は、第1の実施形態で説明したフレームレートの変化と同様である。
【００７５】
図15は、フレームレート設定処理の手順を示している。図15に示すフレームレート設定処理(S20)において、図12に示すフレームレート設定処理(S1)と異なる点は、注目範囲が検出された場合にフレームレート設定値の下限値を設定する処理が行われることである。
【００７６】
注目範囲が検出された場合、注目範囲が存在することがフレームレート決定部17に通知され、フレームレート決定部17は、フレームレート設定値の下限値を内部に保持する(S21)。フレームレート設定値の下限値4f/sは、注目範囲が検出されなかった場合のフレームレート設定値2f/sよりも大きな値である。注目範囲の変化量の検出(S5)が行われた後、フレームレート決定部17がフレームレート設定値を決定する際(S6)、フレームレート設定値が下限値を下回らないようにフレームレート設定値が制御される。
【００７７】
つまり、フレームレート決定部17は、注目範囲が検出されなかった場合に、フレームレート設定値を所定値(2f/s)に決定し、注目範囲が検出された場合に、所定値よりも大きい下限値(4f/s)を設定し、さらに、フレームレート設定値を、注目範囲の変化量に応じた値であって、下限値以上の値に決定する。
【００７８】
上記の処理以外は、図12に示すフレームレート設定処理(S1)で行われる処理と同様であるので、説明を省略する。
【００７９】
本実施形態によれば、注目範囲が検出されなかった場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を所定値に決定し、注目範囲が検出された場合に、所定値よりも大きい下限値を設定し、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、注目範囲の変化量に応じた値であって、下限値以上の値に決定するフレームレート決定部17を有するデータ受信装置(受信装置3)が構成される。
【００８０】
これによって、病変部位の撮像中にカプセル内視鏡1が停止し、その後、移動を開始した場合に、移動開始直後の病変部位の検出の遅れを短くすることができる。
【００８１】
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。本実施形態の構成は、第1の実施形態で説明した構成と同様である。
【００８２】
本実施形態では、注目範囲が最初に発見された場合に、注目範囲が発見された撮像画像中の位置に応じてフレームレートが設定される。図16は、カプセル内視鏡1から受信装置3に送信される撮像データの範囲を示している。有効撮像領域は、比較的遠景（第1の撮像対象）を撮像した補助撮像領域30aと、比較的近景（補助撮像領域30aの第1の撮像対象よりも近景の第2の撮像対象）を撮像した主要撮像領域30bとを含む。補助撮像領域30aは、撮像データに基づく画像(有効撮像領域の画像)の一部であって画像の中心を含む矩形の領域である。主要撮像領域30bは、撮像データに基づく画像(有効撮像領域の画像)の一部であって補助撮像領域30aの外側の領域である。
【００８３】
本実施形態では、フレームレートは以下のように設定される。
(1)注目範囲が最初に発見された位置が補助撮像領域30aにある場合、フレームレートは15f/sに設定される。
(2)注目範囲が最初に発見された位置が主要撮像領域30bにある場合、フレームレートは30f/sに設定される。
(3)フレーム間の注目範囲の変化量の目標値である基準値は、注目範囲が補助撮像領域30aにある場合には第1の実施形態の基準値と同じ50である。
(4)注目範囲が主要撮像領域30bにある場合には基準値は25である。
つまり、注目範囲が主要撮像領域30bにある場合のフレームレート設定値は、注目範囲が補助撮像領域30aにある場合のフレームレート設定値の2倍に設定される。上記の具体的な数値は一例であり、これに限らない。
【００８４】
注目範囲が最初に発見された時点では、フレーム間の注目範囲の変化量が正確には判らないので、誤ったフレームレートが設定されることを避けるために、フレームレート設定値が固定値となる。又、注目範囲が最初に発見された位置が主要撮像領域30bにある場合、早急に撮像を行わないと所望の画像を撮像するチャンスを逃す可能性が高い。このため、注目範囲が最初に発見された位置が主要撮像領域30bにある場合のフレームレート設定値は、注目範囲が最初に発見された位置が補助撮像領域30aにある場合のフレームレート設定値よりも高い値に設定される。
【００８５】
主要撮像領域30bは、病変部位がカプセル内視鏡1の近傍にある場合に撮像される領域である。このため、主要撮像領域30bでは、解像度が高く、診断に有効な画像が撮像できる可能性が高い。よって、注目範囲が主要撮像領域30bにある場合には、より多くの画像を撮像するため、フレームレート設定値がより高い値に設定される。
【００８６】
図17は、注目範囲が補助撮像領域30aで発見され、主要撮像領域30bを通って撮像範囲外に移動する場合の注目範囲の動きの例を示している。最初に時刻t1で注目範囲が補助撮像領域30aで発見され、時間が経過すると注目範囲は主要撮像領域30bに移動する。注目範囲は、時刻t5では主要撮像領域30bの端に位置している。
【００８７】
図18は、各時刻での注目範囲の面積と、各時刻間の面積の変化とを示している。図18の横軸は時間を示し、図18の縦軸は注目範囲の面積を示している。各時刻間の面積の変化は直線で近似されている。時刻t1-t3間は、注目範囲は補助撮像領域30aにあり、時刻t3-t5間は、注目範囲は主要撮像領域30bにある。
【００８８】
図19は、図18に示す注目範囲の面積の変化に対応したフレームレートの例を示している。図19の横軸は時間を示し、図19の縦軸はフレームレート(f/s)を示している。図19を用いて、フレームレートの設定について説明する。
【００８９】
注目範囲が検出される前は、フレームレートは2f/sに固定されている。時刻t1で注目範囲が初めて補助撮像領域30aで発見されるため、時刻t1から1フレーム期間が経過した時点でフレームレートは15f/sに設定される。
【００９０】
時刻t1-t3間は注目範囲が補助撮像領域30aにあるので、基準値は第1の実施形態と同じ50となる。このため、15f/sに設定された直後のフレームレートは、第1の実施形態と同じ6f/sに設定される。
【００９１】
時刻t3-t5間は注目範囲が主要撮像領域30bにあるので、基準値は25となる。時刻t3-t4間の注目範囲の変化量は700であるので、フレームレートが6f/sの場合のフレーム間の注目範囲の変化量は117となる。新たに設定するフレームレートxは、x=6(f/s)×117/25=28である。よって、28f/sが次のフレームレートとして設定される。
【００９２】
時刻t4-t5間の注目範囲の変化量は900であるので、フレームレートが28f/sの場合のフレーム間の注目範囲の変化量は32となる。新たに設定するフレームレートxは、x=28(f/s)×32/25=36である。フレームレートの上限値が30f/sであるので、30f/sが次のフレームレートとして設定される。
【００９３】
図20 は、注目範囲が主要撮像領域30bで発見され、撮像範囲外の領域31に移動する場合の注目範囲の動きの例を示している。最初に時刻t7で注目範囲が主要撮像領域30bで発見され、時間が経過すると注目範囲は撮像範囲外の領域31に向かって移動する。注目範囲は、時刻t8では主要撮像領域30bの端に位置している。
【００９４】
図21は、各時刻での注目範囲の面積と、各時刻間の面積の変化とを示している。図21の横軸は時間を示し、図21の縦軸は注目範囲の面積を示している。各時刻間の面積の変化は直線で近似されている。図21に示すように、時刻t7における注目範囲の面積は100であり、時刻t8における注目範囲の面積は400であり、時刻t9における注目範囲の面積は900である。時刻t7-t9間は、注目範囲は主要撮像領域30bにある。時刻t7-t9間の注目範囲の面積の変化は、第1の実施形態の図6に示す時刻t1-t3間の注目範囲の面積の変化と同じである。
【００９５】
図22は、図21に示す注目範囲の面積の変化に対応したフレームレートの例を示している。図22の横軸は時間を示し、図22の縦軸はフレームレート(f/s)を示している。図22を用いて、フレームレートの設定について説明する。
【００９６】
注目範囲が検出される前は、フレームレートは2f/sに固定されている。時刻t7で注目範囲が初めて主要撮像領域30bで発見されるため、時刻t7から1フレーム期間が経過した時点でフレームレートは30f/sに設定される。
【００９７】
時刻t7-t9間は注目範囲が主要撮像領域30bにあるので、基準値は25となる。時刻t7-t8間の注目範囲の変化量は300であるので、フレームレートが30f/sの場合のフレーム間の注目範囲の変化量は10となる。新たに設定するフレームレートxは、x=30(f/s)×10/25=12である。よって、12f/sが次のフレームレートとして設定される。
【００９８】
時刻t8-t9間の注目範囲の変化量は500であるので、フレームレートが12f/sの場合のフレーム間の注目範囲の変化量は42となる。新たに設定するフレームレートxは、x=12(f/s)×42/25=20である。よって、20f/sが次のフレームレートとして設定される。
【００９９】
図22の破線は、第1の実施形態で示した方法により計算されたフレームレートの値を示している。第3の実施形態では、注目範囲が主要撮像領域30bにある場合の基準値が第1の実施形態における基準値の半分であるため、フレームレートは、第1の実施形態で示した方法により計算されたフレームレートの2倍となる。図22の破線は、注目範囲が補助撮像領域30aにある場合に計算されるフレームレートとも一致する。従って、注目範囲が主要撮像領域30bにある場合には、注目範囲が補助撮像領域30aにある場合のフレームレートよりも高いフレームレートが設定される。
【０１００】
上記のフレームレート設定を実現するため、注目範囲検出部15は、注目範囲が検出された場合に、注目範囲が、比較的遠景を撮像した補助撮像領域30aと、比較的近景を撮像した主要撮像領域30bとのどちらに存在するのかを判定する。又、フレームレート決定部17は、注目範囲が主要撮像領域30bに存在すると判定された場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、注目範囲の変化量に応じた値であって、注目範囲が補助撮像領域30aに存在すると判定された場合に決定されるフレームレート設定値よりも高い値に決定する。
【０１０１】
更に、フレームレート決定部17は、注目範囲の検出が開始された時点以降に初めて注目範囲が検出された場合に、検出された注目範囲が補助撮像領域30aに存在すると判定されたときは、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を15f/sに決定し、検出された注目範囲が主要撮像領域30bに存在すると判定されたときは、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、15f/sよりも大きい30f/sに決定する。
【０１０２】
図23は、フレームレート設定処理の手順を示している。図23に示すフレームレート設定処理(S30)において、図12に示すフレームレート設定処理(S1)と異なる点は、注目範囲が最初に検出された場合に、検出位置に応じてフレームレート設定値を変える処理が行われることである。
【０１０３】
注目範囲が検出された場合、注目範囲検出部15は、フレームレート設定処理が開始された時点以降に注目範囲が初めて検出されたか否か(今回の注目範囲の検出が1回目の検出であるか否か)を判定する(S31)。注目範囲が既に検出されており、今回の検出が2回目以降の検出である場合(今回の検出を含めて注目範囲が2回以上検出されている場合)には、注目範囲が変化量検出部16に通知され、変化量検出部16は、異なる2フレームの撮像データ間の注目範囲の変化量を検出する(S5)。
【０１０４】
フレームレート設定処理が開始された時点以降に注目範囲が初めて検出された場合(今回の注目範囲の検出が1回目の検出である場合)、注目範囲検出部15は、検出された注目範囲が補助撮像領域30aと主要撮像領域30bとのどちらに存在するのかを判定する(S32)。判定結果はフレームレート決定部17に通知される。
【０１０５】
フレームレート決定部17は、検出された注目範囲が補助撮像領域30aに存在すると判定されたときは、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を15f/sに決定する(S33)。又、フレームレート決定部17は、検出された注目範囲が主要撮像領域30bに存在すると判定されたときは、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を30f/sに決定する(S34)。
【０１０６】
フレームレート設定処理が開始された時点以降に注目範囲が2回以上検出された場合には、S5で変化量検出部16によって注目範囲の変化量が検出された後、フレームレート決定部17は、1フレーム前に決定された、現在のフレームレートに対応するフレームレート設定値と、検出された変化量とに基づいて、フレームレート設定値を決定する(S35)。前述したように、フレームレート決定部17は、注目範囲の変化量が所定の基準値を超えた場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも高い値に決定し、注目範囲の変化量が基準値を下回った場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも低い値に決定する。
【０１０７】
前述したように、注目範囲が主要撮像領域30bにある場合の基準値は25であり、注目範囲が補助撮像領域30aにある場合の基準値は50である。このため、注目範囲が主要撮像領域30bにある場合のフレームレート設定値は、注目範囲が補助撮像領域30aにある場合のフレームレート設定値よりも高くなる。又、フレームレート設定値は、変化量検出部16によって検出された変化量に応じた値となる。
【０１０８】
上記のようにして、S33，S34，S35で決定されたフレームレート設定値は受信装置制御部18に通知される。上記の処理以外は、図12に示すフレームレート設定処理(S1)で行われる処理と同様であるので、説明を省略する。
【０１０９】
本実施形態によれば、注目範囲が検出された場合に、注目範囲が、比較的遠景を撮像した第1の領域(補助撮像領域30a)と、比較的近景を撮像した第2の領域(主要撮像領域30b)とのどちらに存在するのかを判定する注目範囲検出部15と、注目範囲が第2の領域(主要撮像領域30b)に存在すると判定された場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、注目範囲の変化量に応じた値であって、注目範囲が第1の領域(補助撮像領域30a)に存在すると判定された場合に決定されるフレームレート設定値よりも高い値に決定するフレームレート決定部17とを有するデータ受信装置(受信装置3)が構成される。
【０１１０】
又、本実施形態によれば、第1の領域(補助撮像領域30a)が、撮像データに基づく画像の一部であって画像の中心を含む領域であるデータ受信装置(受信装置3)が構成される。
【０１１１】
第2の領域(主要撮像領域30b)では、解像度が高く、診断に有効な画像が撮像できる可能性が高い。このため、注目範囲が第2の領域(主要撮像領域30b)にある場合に、フレームレート設定値をより高い値に決定することによって、診断に有効な画像をより多く撮像することができる。
【０１１２】
又、本実施形態によれば、注目範囲の検出が開始された時点以降に初めて注目範囲が検出された場合に、検出された注目範囲が第1の領域(補助撮像領域30a)に存在すると判定されたときは、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を第1の所定値に決定し、検出された注目範囲が第2の領域(主要撮像領域30b)に存在すると判定されたときは、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、第1の所定値よりも大きい第2の所定値に決定するフレームレート決定部17を有するデータ受信装置(受信装置3)が構成される。
【０１１３】
注目範囲が最初に発見された時点では、注目範囲が第2の領域(主要撮像領域30b)にある場合のフレームレート設定値を、注目範囲が第1の領域(補助撮像領域30a)にある場合のフレームレート設定値よりも高い値に決定することによって、診断に有効な画像を早急に撮像することができる。
【０１１４】
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態を説明する。本実施形態のカプセル内視鏡システムは、注目範囲と、注目範囲以外の背景とのフレーム間の撮像データの変化を用いてフレームレートを設定する。背景は、注目範囲が検出されている場合には注目範囲以外の領域であり、注目範囲が検出されていない場合には、有効撮像領域の全体となる。
【０１１５】
本実施形態における背景の画像の変化の検出では、背景の色調の変化や主要形状の変化が検出される。背景画像の変化から、臓器のつなぎ目等の画像の状況が大きく変化したことが認識されるので、その変化の直後にフレームレートを上げるようにフレームレートが制御される。
【０１１６】
本実施形態の構成は、第1の実施形態で説明した受信装置3が図24に示す受信装置19に置き換わる点を除いて、第1の実施形態で説明した構成と同様である。図24に示すように、受信装置19は、無線通信部10、画像処理部11、画像蓄積部12、画像記憶部13、参照画像記憶部14、注目範囲検出部15、変化量検出部16、受信装置制御部18、背景変化量検出部20、フレームレート決定部21を有する。
【０１１７】
背景変化量検出部20には、注目範囲の情報が注目範囲検出部15から入力され、現フレームの撮像データと前フレームの撮像データとが画像記憶部13から入力される。背景変化量検出部20は、異なる2フレームの撮像データ間における注目範囲以外の背景の変化量である背景変化量を検出し、検出した背景変化量をフレームレート決定部21に出力する。
【０１１８】
フレームレート決定部21は、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、変化量検出部16によって検出された変化量、及び背景変化量検出部20によって検出された背景変化量に応じた値に決定し、決定したフレームレート設定値を受信装置制御部18に出力する。より具体的には、フレームレート決定部21は、注目範囲が検出された場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、変化量に応じた値であって、背景変化量を第1の影響度で反映した値に決定し、注目範囲が検出されなかった場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、背景変化量を第1の影響度よりも小さい第2の影響度で反映した値に決定する。フレームレート決定部21は、決定したフレームレート設定値を内部に保持する。決定されたフレームレート設定値は受信装置制御部18に通知される。
【０１１９】
注目範囲が検出されていない状態では、フレームレート設定値は背景変化量によって制御される。例えば、第1の実施形態では、注目範囲が検出されていないときのフレームレートは2f/sであるが、第4の実施形態では、背景変化量が所定値を超えた場合、超えた量に応じてフレーレートが上げられ、背景変化量が所定値に収束するように制御される。又、背景変化量が所定値未満の場合には、フレームレートは2f/sに保持される。
【０１２０】
注目範囲が検出されている状態では、注目範囲の変化量と背景変化量との両方がフレームレートの設定に使用される。そのため、背景変化量が大きい場合、注目範囲の変化量だけに基づいて設定されるフレームレートよりも高いフレームレートが設定される。
【０１２１】
注目範囲の検出中に背景が変化した場合には、注目範囲が検出されていない場合よりも、撮像画像が診断に与える価値が大きい。従って、注目範囲が検出されている状態で背景が変化した場合に高いフレームレートで撮像を行うために、背景変化量がフレームレート設定値に与える影響度は、注目範囲が検出されていない場合の影響度よりも大きく設定されている。
【０１２２】
図25は、フレームレート設定処理の手順を示している。図25に示すフレームレート設定処理(S40)において、図12に示すフレームレート設定処理(S1)と異なる点は、注目範囲の検出後、背景変化量の検出が行われること、背景変化量の検出後、検出された背景変化量のフレームレートに対する影響度の設定が行われること、及び注目範囲の変化量と背景変化量との両方を使ってフレームレートの決定が行われることである。
【０１２３】
S3における注目範囲の有無は、変化量検出部16、背景変化量検出部20、フレームレート決定部21に通知される。また、S3で注目範囲が検出された場合には、注目範囲が変化量検出部16及び背景変化量検出部20に通知される。
【０１２４】
注目範囲が検出された場合、変化量検出部16によって注目範囲の変化量が検出された後、背景変化量検出部20は、注目範囲検出部15から通知された注目範囲に基づいて注目範囲と背景とを認識し、現フレームの撮像データと前フレームの撮像データとの間の背景変化量を検出する(S41)。検出された背景変化量はフレームレート決定部21に通知される。背景変化量が検出された後、フレームレート決定部21は、フレームレート設定値に与える影響度を決定する(S42)。注目範囲が検出された場合の影響度は、注目範囲が検出されていない場合の影響度よりも大きい値に決定される。
【０１２５】
一方、注目範囲が検出されなかった場合には、背景変化量検出部20は、有効撮像領域の全体が背景であることを認識し、現フレームの撮像データと前フレームの撮像データとの間の背景変化量を検出する(S43)。検出された背景変化量はフレームレート決定部21に通知される。背景変化量が検出された後、フレームレート決定部21は、フレームレート設定値に与える影響度を決定する(S44)。
【０１２６】
注目範囲が検出された場合、フレームレート決定部21は、フレームレート設定値を、注目範囲の変化量に応じた値であって、S42で決定された影響度で背景変化量を反映した値に決定する(S45)。例えば、フレームレート決定部21は、注目範囲の変化量と、背景変化量に影響度を乗じた値との平均値が基準値(例えば50)を超えた場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも高い値に決定し、平均値が基準値を下回った場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、以前に決定されたフレームレート設定値よりも低い値に決定する。つまり、第1の実施形態における注目範囲の変化量が上記の平均値に置き換えられた上で、第1の実施形態で説明した計算と同様の計算が行われる。
【０１２７】
上記のようにして決定されたフレームレート設定値は受信装置制御部18に通知される。上記の処理以外は、図12に示すフレームレート設定処理(S1)で行われる処理と同様であるので、説明を省略する。
【０１２８】
本実施形態によれば、異なる2フレームの撮像データ間における注目範囲以外の背景の変化量を検出する背景変化量検出部20と、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、注目範囲の変化量及び背景の変化量に応じた値に決定するフレームレート決定部21と、を有するデータ受信装置(受信装置3)が構成される。これによって、注目範囲の変化量と背景の変化量とに応じたフレームレートを設定することができる。
【０１２９】
又、本実施形態によれば、注目範囲が検出された場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、注目範囲の変化量に応じた値であって、背景の変化量を第1の影響度で反映した値に決定し、注目範囲が検出されなかった場合に、カプセル内視鏡1に送信されるフレームレート設定値を、背景の変化量を第1の影響度よりも小さい第2の影響度で反映した値に決定するフレームレート決定部21を有するデータ受信装置(受信装置3)が構成される。これによって、注目範囲が検出されている状態で背景が変化した場合に高いフレームレートで撮像を行うことができる。
【０１３０】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【０１３１】
1  カプセル内視鏡、2  アンテナユニット、3，19  受信装置、4  レンズ、5  画像センサ、6，11  画像処理部、7，10  無線通信部、8  アンテナ部、9  カプセル制御部、12  画像蓄積部、13  画像記憶部、14  参照画像記憶部、15  注目範囲検出部、16  変化量検出部、17，21  フレームレート決定部、18  受信装置制御部、20  背景変化量検出部
【図１】
2015070915.tif 000003
【図２】
2015070915.tif 000004
【図３】
2015070915.tif 000005
【図４】
2015070915.tif 000006
【図５】
2015070915.tif 000007
【図６】
2015070915.tif 000008
【図７】
2015070915.tif 000009
【図８】
2015070915.tif 000010
【図９】
2015070915.tif 000011
【図１０】
2015070915.tif 000012
【図１１】
2015070915.tif 000013
【図１２】
2015070915.tif 000014
【図１３】
2015070915.tif 000015
【図１４】
2015070915.tif 000016
【図１５】
2015070915.tif 000017
【図１６】
2015070915.tif 000018
【図１７】
2015070915.tif 000019
【図１８】
2015070915.tif 000020
【図１９】
2015070915.tif 000021
【図２０】
2015070915.tif 000022
【図２１】
2015070915.tif 000023
【図２２】
2015070915.tif 000024
【図２３】
2015070915.tif 000025
【図２４】
2015070915.tif 000026
【図２５】
2015070915.tif 000027