(57)【要約】【課題】動画に適した高フレームレートの画像データと、静止画に適した高画質の画像データの両方を取得することができる画像撮影装置を提供する。【解決手段】撮像素子２０１で得られた画像データが、画像圧縮部２０４によって圧縮符号化され、送受信部２１３によって外部装置へ送信される。また、フレーム選択部２０６によって選択された画像データが、画像圧縮部２０７によって圧縮符号化された後、ストレージ２１１に格納される。あるフレームにおいて撮像素子２０１で得られた画像データがストレージ２１１に格納される場合、同じフレームの画像データが送受信部２１３によって外部装置へ送信されることになるので、そのフレームでは、動画に適した高フレームレートの画像データと、静止画に適した高画質の画像データの両方を取得することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を電気信号に変換して第１の画像データとして出力する撮像素子と、
前記第１の画像データを順次、外部装置に送信する送信手段と、
前記第１の画像データからフレームを単位として、所定の条件の下に抽出された第２の画像データを格納するストレージ手段と、
を有する画像撮影装置。
【請求項２】
前記第１の画像データに係るフレームのデータ量を削減するデータ量削減手段を更に有し、前記送信手段は、データ量が削減された前記第１の画像データを前記外部装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項３】
前記第１の画像データから、前記所定の条件に従い、フレーム単位で前記第２の画像データを抽出するフレーム抽出手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項４】
前記フレーム抽出手段は、前記外部装置からの指示に従って、前記第２の画像データを抽出することを特徴とする請求項３に記載の画像撮影装置。
【請求項５】
前記第１の画像データを特徴付ける特性情報を取得する情報取得手段を更に有し、前記フレーム抽出手段は、前記特性情報に基づき、前記第２の画像データを抽出することを特徴とする請求項３に記載の画像撮影装置。
【請求項６】
前記第１の画像データを解析する画像解析手段を更に有し、前記フレーム抽出手段は、前記画像解析手段による解析結果に基づき、前記第２の画像データを抽出することを特徴とする請求項３に記載の画像撮影装置。
【請求項７】
前記画像解析手段は、
前記第１の画像データの、先行するフレームに係る第１の特性情報を保持する情報保持手段と、
前記情報保持手段に保持されている前記第１の特性情報と、前記第１の画像データの、後行するフレームに係る第２の特性情報とに基づき、フレーム間における前記特性情報の変化態様に応じた信号を生成して前記解析結果として出力する解析演算手段と、
を有することを特徴とする請求項６に記載の画像撮影装置。
【請求項８】
前記情報保持手段は、前記第１の画像データに係るフレームを保持し、前記解析演算手段は、前記情報保持手段に保持された前記先行するフレームと、前記後行するフレームとからフレーム間の動きベクトルを演算し、前記動きベクトルの変化態様に応じた信号を生成して前記解析結果として出力することを特徴とする請求項７に記載の画像撮影装置。
【請求項９】
前記第１の画像データに係るフレームを所定の圧縮条件にて圧縮符号化する画像圧縮手段を更に有し、前記情報保持手段は、前記圧縮符号化された前記第１の画像データに係る符号量を保持し、前記解析演算手段は、前記情報保持手段に保持された前記符号量と、前記圧縮符号化された、前記後行するフレームに係る符号量との差分値を算出し、前記差分値の変化態様に応じた信号を生成して前記解析結果として出力することを特徴とする請求項７に記載の画像撮影装置。
【請求項１０】
前記解析演算手段は、所定の閾値を保持する閾値保持手段を更に有し、前記閾値保持手段に保持された前記閾値に基づき、フレーム間における前記特性情報の変化態様に応じた信号を生成して前記解析結果として出力することを特徴とする請求項７に記載の画像撮影装置。
【請求項１１】
前記第１の画像データの、前記先行するフレームが前記第２の画像データとして抽出されているとき、前記フレーム抽出手段は、引き続く前記第１の画像データに係るフレームを前記第２の画像データとして抽出しないことを特徴とする請求項１０に記載の画像撮影装置。
【請求項１２】
前記第２の画像データとして抽出された前記第１の画像データから、中央部に相当する領域を切り出す画像切り出し手段を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の画像撮影装置。
【請求項１３】
前記フレーム抽出手段は、前記解析結果に係る前記第１の画像データのフレームの次のフレームを、前記第２の画像データに係るフレームとして抽出することを特徴とする請求項６に記載の画像撮影装置。
【請求項１４】
前記所定の条件として、前記第２の画像データのフレーム数が設定されたとき、前記フレーム抽出手段は、設定時以降、前記フレーム数に対応する連続する前記第１の画像データのフレームを前記第２の画像データとして抽出することを特徴とする請求項３に記載の画像撮影装置。
【請求項１５】
前記第２の画像データに係るフレームのデータ量を削減するデータ量削減手段を更に有し、前記ストレージ手段は、データ量が削減された前記第２の画像データを格納することを特徴とする請求項３に記載の画像撮影装置。
【請求項１６】
前記データ量削減手段は、データ量を削減する方式として、複数のデータ量削減方式を設定可能であることを特徴とする請求項１５に記載の画像撮影装置。
【請求項１７】
前記第１の画像データを特徴付ける特性情報を取得する情報取得手段を更に有し、前記データ量削減手段は、前記特性情報に応じた前記データ量削減方式を設定することを特徴とする請求項１６に記載の画像撮影装置。
【請求項１８】
前記第１の画像データを特徴付ける特性情報を取得する情報取得手段を更に有し、前記ストレージ手段は、前記特性情報が付加された前記第２の画像データを格納することを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項１９】
前記送信手段は、前記第２の画像データが前記ストレージ手段内に存在することを示すフラグが付加された前記第１の画像データを送信することを特徴とする請求項３に記載の画像撮影装置。
【請求項２０】
前記送信手段は、前記第１の画像データに代えて、前記ストレージ手段内に格納された前記第２の画像データを送信することを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項２１】
前記送信手段は、前記外部装置からの指示に従い、前記第１の画像データに代えて、前記ストレージ手段内に格納された前記第２の画像データを送信することを特徴とする請求項２０に記載の画像撮影装置。
【請求項２２】
前記第１の画像データを特徴付ける特性情報を取得する情報取得手段を更に有し、前記送信手段は、前記特性情報に基づき、前記第１の画像データに代えて、前記ストレージ手段内に格納された前記第２の画像データを送信することを特徴とする請求項２０に記載の画像撮影装置。
【請求項２３】
前記第１の画像データを解析する画像解析手段を更に有し、前記送信手段は、前記画像解析手段による解析結果に基づき、前記第１の画像データに代えて、前記ストレージ手段内に格納された前記第２の画像データを送信することを特徴とする請求項２０に記載の画像撮影装置。
【請求項２４】
前記送信手段は、前記ストレージ手段の残量に基づき、前記第１の画像データに代えて、前記ストレージ手段内に格納された前記第２の画像データを送信することを特徴とする請求項２０に記載の画像撮影装置。
【請求項２５】
前記情報生成手段は、温度情報、pH情報、血液情報、時間情報、又は位置情報に係る少なくとも１つの特性情報を取得することを特徴とする請求項５、請求項１７、請求項１８、請求項２２のいずれかに記載の画像撮影装置。
【請求項２６】
前記ストレージ手段から前記外部装置への前記第２の画像データの出力を制御する出力制御手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影した画像を、伝送路を介して送信する画像撮影装置に関し、特に内視鏡システムや監視カメラ、車載カメラ、テレビ電話用撮像モジュール等に代表される、装置が小型で、伝送路の伝送レートが低い場合に用いて好適な画像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像撮影装置の小型化のニーズが高まり、撮影した画像を、特定の伝送路を介して送信することにより、画像撮影表示システムにおける画像の撮影部と表示部を物理的に分離して、画像撮影装置の小型化を実現している例が多く存在している。図２７はこのような画像撮影表示システムの一例の概略構成を示している。図２７において、画像撮影装置１は、画像撮像部３、画像圧縮部４、データ送信部５から構成されており、画像表示装置２は、データ受信部６、画像伸張部７、画像表示部８から構成されている。
【０００３】
画像撮像部３は、一定の時間間隔で被写体からの光を受光し、受光量に応じた画像データを生成する。画像圧縮部４は、あらかじめ設定された圧縮条件に基づいて画像データの圧縮符号化を行い、符号化データを生成する。データ送信部５は、所定の伝送レートを持つ伝送路を介して、画像表示装置２に符号化データを送信する。データ受信部６は、画像撮影装置１から伝送路を介して得られる符号化データを受信する。画像伸張部７は、画像圧縮部４での圧縮方法と対応した伸張方法で符号化データの伸張復号化を行い、画像データを生成する。画像表示部８は、この画像データに基づいた画像を表示する。
【０００４】
上記の画像撮影表示システムでは、画像撮影装置１が取得した画像を、画像撮影装置１とは離れた場所に設置された画像表示装置２が表示して、人が閲覧するといったような使用方法が想定できる。しかしながら、図２７に示す画像撮影表示システムでは、伝送路のビットレート（伝送レート）が低い場合、送信データ量を削減するために、画像撮像部３から一定の時間間隔で得られる画像データのコマ落とし、あるいは画像圧縮部４による高圧縮率での圧縮符号化が必須であった。そのため、画像表示装置２にて得られる画像では、フレームレートの低下、あるいは画質の劣化が避けられなかった。
【０００５】
上記の課題に対して、特許文献１に示される画像送信装置の提案がなされている。図２８はこの画像送信装置の概略構成を示している。図２８において、撮影レンズ１０は、入射した光を透過させて撮像素子１２に照射する。撮像素子１２は、照射された光学像を光電変換する。CDS/AGC回路１４は電気信号を２重サンプリングすると共に、自動利得調整する。Ａ/Ｄ変換器１６はアナログの電気信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理回路１８はこのデジタル信号を処理する。
【０００６】
動き検出回路２０は、動きベクトルを検出することによって、デジタル信号である画像データの動きの有無を判定する。画素間引き回路２２は、動き検出回路２０での動きの検出結果に基づいて画像データの画素を間引く。メモリ２４は、画像データを一時記憶する。コマ落とし制御回路２６は、動き検出回路２０での動きの検出結果に基づいて画像データのコマ落としをする。スペクトラム拡散送信回路２８は画像データをスペクトラム拡散方式で送信する。送信アンテナ３０は電波の送信を行う。
【０００７】
上記の画像送信装置において、動き検出回路２０で、画像データが動きのある動画であると判定された場合、画素間引き回路２２は画像データの画素間引きを実施する。一方、動き検出回路２０で、画像データが動きのない静止画であると判定された場合、コマ落とし制御回路２６は画像データのコマ落としを実施する。
【０００８】
図２９は、画像間引き回路２２とコマ落とし制御回路２６の作用を概念的に示している。画素間引き回路２２で画像サイズを720×480、コマ落とし制御回路２６でフレームレートを7fpsに加工された画像データか、画素間引き回路２２で画像サイズを360×240、コマ落とし制御回路２６でフレームレートを30fpsに加工された画像データが生成される。これらの双方のビットレートは同程度となる。動き検出回路２０による、（１）静止画状態か、（２）動画状態かの判定により、上記の切り替えが行われ、選択された画像データが画像送信装置から送信される。
【０００９】
このように構成された画像送信装置では、動画の場合には動きの滑らかさを優先し、静止画の場合には解像度を優先することで、伝送路のビットレートが低い場合でも、動画と静止画に対応した画質の向上が実現されている。
【特許文献１】特開平１０−６６０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の技術では、画像撮影装置は、取得した画像データにおける動きの有無によって、静止画用の画像データと動画用の画像データのどちらか一方を選択して画像データを送信する。このため、画像撮影装置は、静止画用の画像データを送信しているときは動画用の画像データが得られず、動画用の画像データを送信しているときは静止画用の画像データが得られない。よって、画像データが生成されるどの時点においても、静止画用の画像データと動画用の画像データのいずれか一方のみが得られるが、両方が得られることはない。
【００１１】
また、画像撮影装置が取得した画像を同じ画像撮影装置にて閲覧する用途のみで使用するのであれば問題ないかもしれないが、例えば、内視鏡システムのように、画像表示装置で画像を確認しながら、内視鏡に搭載された画像撮影装置を動かす場合には、画像表示装置にて表示される画像のフレームレートや画質が自動的にリアルタイムで切り替わってしまうのは、必ずしも好ましいとは言えない。
【００１２】
また、画像表示装置側において、画像撮影装置から送信される画像データが、静止画用の画像データであるのか、動画用の画像データであるのかを検出する回路と、静止画用の画像データであっても動画用の画像データであっても、同一のディスプレイに画像を表示するために標準画像信号に変換する回路とが必要になり、画像表示装置の複雑化・コストアップにつながる。
【００１３】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、動画に適した高フレームレートの画像データと、静止画に適した高画質の画像データの両方を取得することができる画像撮影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】
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、光を電気信号に変換して第１の画像データとして出力する撮像素子と、前記第１の画像データを順次、外部装置に送信する送信手段と、前記第１の画像データからフレームを単位として、所定の条件の下に抽出された第２の画像データを格納するストレージ手段とを有する画像撮影装置である。
【００１５】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第１の画像データに係るフレームのデータ量を削減するデータ量削減手段を更に有し、前記送信手段は、データ量が削減された前記第１の画像データを前記外部装置に送信することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第１の画像データから、前記所定の条件に従い、フレーム単位で前記第２の画像データを抽出するフレーム抽出手段を更に有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の画像撮影装置において、前記フレーム抽出手段は、前記外部装置からの指示に従って、前記第２の画像データを抽出することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第１の画像データを特徴付ける特性情報を取得する情報取得手段を更に有し、前記フレーム抽出手段は、前記特性情報に基づき、前記第２の画像データを抽出することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第１の画像データを解析する画像解析手段を更に有し、前記フレーム抽出手段は、前記画像解析手段による解析結果に基づき、前記第２の画像データを抽出することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の画像撮影装置において、前記画像解析手段は、前記第１の画像データの、先行するフレームに係る第１の特性情報を保持する情報保持手段と、前記情報保持手段に保持されている前記第１の特性情報と、前記第１の画像データの、後行するフレームに係る第２の特性情報とに基づき、フレーム間における前記特性情報の変化態様に応じた信号を生成して前記解析結果として出力する解析演算手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の画像撮影装置において、前記情報保持手段は、前記第１の画像データに係るフレームを保持し、前記解析演算手段は、前記情報保持手段に保持された前記先行するフレームと、前記後行するフレームとからフレーム間の動きベクトルを演算し、前記動きベクトルの変化態様に応じた信号を生成して前記解析結果として出力することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第１の画像データに係るフレームを所定の圧縮条件にて圧縮符号化する画像圧縮手段を更に有し、前記情報保持手段は、前記圧縮符号化された前記第１の画像データに係る符号量を保持し、前記解析演算手段は、前記情報保持手段に保持された前記符号量と、前記圧縮符号化された、前記後行するフレームに係る符号量との差分値を算出し、前記差分値の変化態様に応じた信号を生成して前記解析結果として出力することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の画像撮影装置において、前記解析演算手段は、所定の閾値を保持する閾値保持手段を更に有し、前記閾値保持手段に保持された前記閾値に基づき、フレーム間における前記特性情報の変化態様に応じた信号を生成して前記解析結果として出力することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の画像撮影装置において、前記第１の画像データの、前記先行するフレームが前記第２の画像データとして抽出されているとき、前記フレーム抽出手段は、引き続く前記第１の画像データに係るフレームを前記第２の画像データとして抽出しないことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第２の画像データとして抽出された前記第１の画像データから、中央部に相当する領域を切り出す画像切り出し手段を更に有することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の画像撮影装置において、前記フレーム抽出手段は、前記解析結果に係る前記第１の画像データのフレームの次のフレームを、前記第２の画像データに係るフレームとして抽出することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の画像撮影装置において、前記所定の条件として、前記第２の画像データのフレーム数が設定されたとき、前記フレーム抽出手段は、設定時以降、前記フレーム数に対応する連続する前記第１の画像データのフレームを前記第２の画像データとして抽出することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第２の画像データに係るフレームのデータ量を削減するデータ量削減手段を更に有し、前記ストレージ手段は、データ量が削減された前記第２の画像データを格納することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の画像撮影装置において、前記データ量削減手段は、データ量を削減する方式として、複数のデータ量削減方式を設定可能であることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第１の画像データを特徴付ける特性情報を取得する情報取得手段を更に有し、前記データ量削減手段は、前記特性情報に応じた前記データ量削減方式を設定することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第１の画像データを特徴付ける特性情報を取得する情報取得手段を更に有し、前記ストレージ手段は、前記特性情報が付加された前記第２の画像データを格納することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の画像撮影装置において、前記送信手段は、前記第２の画像データが前記ストレージ手段内に存在することを示すフラグが付加された前記第１の画像データを送信することを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の画像撮影装置において、前記送信手段は、前記第１の画像データに代えて、前記ストレージ手段内に格納された前記第２の画像データを送信することを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の画像撮影装置において、前記送信手段は、前記外部装置からの指示に従い、前記第１の画像データに代えて、前記ストレージ手段内に格納された前記第２の画像データを送信することを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
。
【００３５】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第１の画像データを特徴付ける特性情報を取得する情報取得手段を更に有し、前記送信手段は、前記特性情報に基づき、前記第１の画像データに代えて、前記ストレージ手段内に格納された前記第２の画像データを送信することを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の画像撮影装置は、前記第１の画像データを解析する画像解析手段を更に有し、前記送信手段は、前記画像解析手段による解析結果に基づき、前記第１の画像データに代えて、前記ストレージ手段内に格納された前記第２の画像データを送信することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の画像撮影装置において、前記送信手段は、前記ストレージ手段の残量に基づき、前記第１の画像データに代えて、前記ストレージ手段内に格納された前記第２の画像データを送信することを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の画像撮影装置において、前記情報生成手段は、温度情報、pH情報、血液情報、時間情報、又は位置情報に係る少なくとも１つの特性情報を取得することを特徴とする。
【００３９】
また、本発明の画像撮影装置において、前記ストレージ手段から前記外部装置への前記第２の画像データの出力を制御する出力制御手段を更に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、撮像素子で得られた画像データがストレージ手段に格納される場合、同じタイミングで撮像素子で得られた画像データが送信手段によって外部装置へ送信されることになるので、動画に適した高フレームレートの画像データと、静止画に適した高画質の画像データの両方を取得することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の第１の実施形態として、本発明の画像撮影装置を監視カメラシステムに適用した例を説明する。図１は、本実施形態による監視カメラシステムの概略構成を示している。図１において、監視カメラ１００は監視領域を撮影する。監視カメラ１００が撮影した映像は、画像データとして伝送ケーブル１０１を介して遠隔地の監視センター１０６へ伝送される。監視センター１０６へ伝送された画像データに対して、データ処理装置１０２で所望の処理が施されて、画像データの記録あるいはモニタ１０３での画像表示が行われる。
【００４２】
監視者１０４は、モニタ１０３に表示される画像を確認することで監視を行う。また、監視者１０４は、操作ユニット１０５を操作することで、複数設置された監視カメラから画像データが伝送される場合に、モニタ１０３に表示する画像を切り替えたり、監視カメラ１００の動作モードの設定を行ったりする。動作モードの設定情報は、電気信号として伝送ケーブル１０１を介して監視カメラ１００へ伝送される。監視カメラ１００は、その電気信号を受信することで、設定された動作モード通りの動作を行う。
【００４３】
次に、監視カメラ１００の構成要素の一部である画像撮影装置を詳細に説明する。図２は、画像撮影装置１５０の内部構成を示している。画像撮影装置１５０は、レンズユニット２００、撮像素子２０１、AFE部２０２、画像処理部２０３、画像圧縮部２０４、圧縮条件保持部２０５、フレーム選択部２０６、画像圧縮部２０７、圧縮条件保持部２０８，２０９、メモリコントローラ２１０、ストレージ２１１、送信データ選択部２１２、送受信部２１３を有している。
【００４４】
レンズユニット２００は、外部からの光を光学像として撮像素子２０１に照射するものである。このレンズユニット２００は複数枚のレンズと、レンズを機械的に動かすアクチュエータ等から構成されており、光学ズームや収差補正を実現する。撮像素子２０１は、レンズユニット２００を介して形成された光学像を２次元的に受光して、電気信号に変換するものであり、CCD（Charge Coupled Device）やCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサが代表的である。
【００４５】
撮像素子２０１の前面には、特定色光だけを通す色フィルタが貼付されており、撮像素子２０１は、受光した光学像を電気信号に変換する受光素子を、図３に示すように２次元平面上に複数備えている。図３は、区画に分けられた各受光素子の前面に、Rは赤色の、Gは緑色の、Bは青色の特定色のみを通す色フィルタが貼付されていることを示している。一回の撮像に対し、１つの受光素子から生成される電気信号を１つの画素として、各々の受光素子から生成される電気信号の集合を１つの画像（もしくは１つのフレーム）として扱う。また、２次元平面上に配列された受光素子の個数に依存して画像サイズが決定される。
【００４６】
一回の撮像を一定の時間間隔で繰り返し実行することにより、一定間隔で各フレームの画像データを得ることができ、図１のモニタ１０３において、一定間隔で、画像データに基づいた画像を表示することにより、人が動画像を閲覧することができる。なお、本実施形態では、図４（ａ）に示すような順次読み出しで撮像素子２０１から生成される電気信号をフレームごとに処理するプログレッシブ方式を前提として説明するが、図４（ｂ）に示すような飛び越し読み出しでフィールドごとに処理するインターレース方式であっても、本画像撮影装置に適用可能である。
【００４７】
AFE部２０２は、撮像素子２０１で生成されたアナログ信号である電気信号を、画像データとしてデジタル信号に変換するものである。このAFE部２０２は、２重サンプリング（CDS）回路、自動利得調整（AGC）回路、A/D変換器から構成されており、２重サンプリング回路でノイズ除去、自動利得調整回路でゲインコントロールのアナログ信号処理を行い、A/D変換器でアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００４８】
画像処理部２０３は、AFE部２０２でデジタル信号に変換された画像データに対して高画質化処理や、後段の処理に対応した画像データに変換する処理を行うものである。高画質化処理では、画素欠陥補正、他色画素補間、歪曲収差補正等の処理が施される。また、後段の画像圧縮処理の効率を向上させるために、画像処理部２０３は、以下の式を実行することにより、RGB空間で表現されていた画像データを、YUV空間で表現される画像データに変換する。上記に挙げた各々の画像処理は、必要に応じて省略して構わない。
Y  ＝    ０．２９９×R  ＋  ０．５８７×G  ＋  ０．１１４×B
V  ＝    ０．５００×R  −  ０．４１９×G  −  ０．０８１×B  ＋  １２８
U  ＝  −０．１６９×R  −  ０．３３１×G  ＋  ０．５００×B  ＋  １２８
【００４９】
次に、画像圧縮部２０４，２０７、圧縮条件保持部２０５，２０８，２０９の詳細を説明する。撮像素子２０１から得られる画像データの単位時間当たりのデータ量が、送信する伝送路のビットレート以上である場合には、全ての画像データを送信することはできない。そのため、画像圧縮処理によって画像データのデータ量を削減して、伝送路で送信できるビットレートに対応するように調節が行われる。
【００５０】
仮に、画像サイズがVGA（640×480）、１秒間当たりの撮像回数を示すフレームレートが30fpsで、伝送路のビットレートが10Mbpsである場合には、以下のようになる。
６４０×４８０×８bit（階調）×３面（YUV空間）×３０fps  ≒  ２２１Mbps
２２１Mbps  ÷  １０Mbps  ＝  ２２．１
したがって、画像圧縮処理によってデータ量を1/23以下にする必要がある。また、ストレージ２１１に格納される画像データに画像圧縮処理を行うことで、少しの画質劣化を生じるのみで、ストレージ２１１の大幅な節約を可能にする。
【００５１】
本実施形態では、JPEG方式による画像データの圧縮符号化を行うことを前提として圧縮符号化を説明する。JPEG方式の圧縮符号化処理は、周波数変換処理、量子化処理、可変長符号化処理からなる。周波数変換処理では、フレームを形成する画像データを縦８画素×横８画素のブロックに分割し、各ブロックに対してDCT（離散コサイン変換）を施すことにより、周波数分解が行われる。
【００５２】
量子化処理では、周波数変換処理により周波数分解された各要素に対して、量子化テーブルに基づく数値による除算が行われる。この量子化テーブルの数値が大きいほど、削減できるデータ量が多くなると共に、画質劣化の度合いも大きくなる。可変長符号化処理では、量子化処理された各要素に対して、発生確率が高い要素は短い符号化データに変換し、発生確率が低い要素は長い符号化データに変換するようなハフマン符号化を施すことにより、画像データの冗長部分の削除が行われる。
【００５３】
以上が、JPEG方式における処理内容の説明である。なお、画像圧縮部２０４，２０７で行われる画像圧縮処理は上記のJPEG方式に限らず、MPEG方式やJPEG2000方式、画素間引きでも本画像撮影装置に適用可能である。
【００５４】
画像圧縮部２０４は、圧縮条件保持部２０５によって保持された量子化テーブルに基づいて、また、画像圧縮部２０７は、圧縮条件保持部２０８または２０９によって保持された量子化テーブルに基づいて、周波数変換処理、量子化処理、可変長符号化処理を行う。画像圧縮部２０７で行われる処理は、送受信部２１３から出力される圧縮条件指定信号（削減方法指定情報）に基づいて行われる。画像圧縮部２０４は、伝送路のビットレートを考慮して画像データのデータ量を削減するために設けられている。画像圧縮部２０７は、ストレージ２１１に格納される画像データのデータ量を削減することによってストレージ２１１の容量を節約するために設けられているが、設けられていなくてもよい。画像圧縮部２０４は、動画用の画像データをリアルタイムで伝送するのに適するように、画像圧縮部２０７よりも高圧縮率で圧縮符号化を行う。画像圧縮部２０７は、高画質の画像データを得るため、画像圧縮部２０４よりも低圧縮率で圧縮符号化を行う。
【００５５】
圧縮条件保持部２０５，２０８，２０９はSRAM（Static Random Access Memory）等で構成される。これらの圧縮条件保持部には、量子化テーブルの他に、画像サイズやリスタートマーカ等といったJPEG方式に特有の情報も保持されており、量子化テーブルを含めたそれらの情報は、生成された符号化データにヘッダとして付加される。圧縮条件保持部２０８と２０９は互いに異なる圧縮条件を保持している。これは、圧縮条件指定信号に従って、画像圧縮部２０７が複数の圧縮条件の中から所望の圧縮条件を選択して圧縮符号化を行うようにするためであるが、圧縮条件が固定的であってもよい。画像撮影装置１５０から送信された符号化データは、図１のデータ処理部１０２によって受信され、符号化データに付加されたヘッダを認識して、伸張復号化が行われる。
【００５６】
次に、フレーム選択部２０６の詳細を説明する。フレーム選択部２０６は、画像処理部２０３から出力される画像データの中から、ストレージ２１１に格納する画像データを選択するものである。フレーム選択部２０６の動作は、送受信部２１３から出力される格納指示信号（格納データ指定情報）および枚数指定信号によって制御される。格納指示信号は、ストレージ２１１に格納する画像データを指示する信号である。枚数指定信号は、ストレージ２１１に格納する画像データの枚数を示す信号である。枚数指定信号によって複数枚が指定されている場合には、指定された枚数分の連続したフレームの画像データがストレージ２１１に格納される。
【００５７】
図５に、フレーム選択部２０６がフレームごとに画像データを選択する様子を表したタイミングチャートを示す。図５を含め、これ以後に図示されるタイミングチャートに対して、以下のような定義付けを行っておく。タイミングチャート中に記載されている数値Ｎ（Ｎは整数）は、その番号に対応したフレームの画像データに対する処理が行われていることを示す。ただし、枚数指定信号に記載された数値は、フレーム選択部２０６が連続してストレージ２１１に格納する画像データの枚数を示す。例えば、図５において、撮像素子２０１の「１」と記載されているタイミングでは、撮像素子２０１は、フレーム１に対する光電変換処理を行っている。また、何も記載されていないタイミングでは、フレーム選択部２０６等は特に処理を行っていない。
【００５８】
送受信部２１３から格納指示信号の他に枚数指定信号が出力されている場合には、フレーム選択部２０６は、格納指示信号を検出したとき、それ以降のフレームでの格納指示信号の有無にかかわらず、枚数指定信号で指定されたフレーム数分の画像データを連続して画像圧縮部２０７へ出力する。図５において、フレーム選択部２０６は、格納指示信号および枚数指定信号に従って、フレーム１，２，５，６，７，１０の画像データを出力する。例えば、フレーム５のタイミングでは、格納指示信号が検出されると共に、枚数指定信号が３になっているので、フレーム５を含めた３フレーム分（フレーム６，７を含む）が有効となり、フレーム選択部２０６によって各フレームの画像データが画像圧縮部２０７へ出力される。ただし、フレーム１のように、あるフレームＮの画像データが既にフレーム選択部２０６に入力されている途中で格納指示信号が検出された場合には、次のフレームＮ＋１が有効となる。
【００５９】
次に、メモリコントローラ２１０、ストレージ２１１、送信データ選択部２１２、および送受信部２１３の詳細を説明する。メモリコントローラ２１０は、フレーム選択部２０６で選択されたフレームの符号化データをストレージ２１１に書き込むと共に、ストレージ２１１に格納された符号化データを読み出すものである。メモリコントローラ２１０は、ストレージ２１１に対応して、イネーブルやアドレス等の制御信号の生成を行う。送受信部２１３から出力される送信データ指定信号（送信データ指定情報）に基づいて、ストレージ２１１に格納されたデータを読み出せという指示があったときには、メモリコントローラ２１０はストレージ２１１への書き込みを停止して、ストレージ２１１の先頭アドレスからデータの読み出しを開始する。
【００６０】
ストレージ２１１は、メモリコントローラ２１０から出力される制御信号に従って符号化データを記憶するものであり、揮発性のSRAM、DRAM（Dynamic Random Access Memory）や、不揮発性のフラッシュメモリ等で構成されている。
【００６１】
送信データ選択部２１２は、送受信部２１３へ出力する符号化データを、画像圧縮部２０４から出力された符号化データと、メモリコントローラ２１０から出力された符号化データとのいずれかから選択して送受信部２１３へ出力するものである。このために送信データ選択部２１２は、送受信部２１３から出力される送信データ指定信号に従って、画像圧縮部２０４からの出力とメモリコントローラ２１０からの出力とを切り替える。
【００６２】
送受信部２１３は、送信データ選択部２１２から出力される符号化データを、送信用の伝送路を介して図１のデータ処理装置１０２へ送信する。また、送受信部２１３は、受信用の伝送路を介してデータ処理装置１０２からの電気信号を受信して各部へ出力することにより、各部の動作モードの設定を行う。動作モードの設定に係る信号として、本実施形態では、格納指示信号、枚数指定信号、圧縮条件指定信号、送信データ指定信号が用意されている。送受信部２１３はこれらの信号をデータ処理装置１０２から受信し、格納指示信号と枚数指定信号をフレーム選択部２０６へ、圧縮条件指定信号を画像圧縮部２０７へ、送信データ指定信号をメモリコントローラ２１０と送信データ選択部２１２へ出力する。
【００６３】
図１のデータ処理装置１０２は、画像撮影装置１５０から出力された符号化データを記録保存したり、画像圧縮部２０４，２０７での圧縮方法と対応した伸張方法で符号化データの伸張復号化を行い、モニタに画像を表示したりする。
【００６４】
次に、上述した画像撮影装置１５０内の各部のうち、画像圧縮部２０７、メモリコントローラ２１０、送信データ選択部２１２、および送受信部２１３の動作タイミングについて説明を加える。図６に、画像撮影装置１５０の各部の動作タイミングを表したタイミングチャートを示す。フレーム選択部２０６から出力された画像データに対して、画像圧縮部２０７にて、圧縮条件指定信号が指定する圧縮条件保持部によって保持された量子化テーブルに基づいて、圧縮符号化処理が施される。
【００６５】
つまり、フレーム１と２の画像データは、圧縮条件保持部２０８によって保持された量子化テーブルを用いて、フレーム５，６，７，１０の画像データは、圧縮条件保持部２０９によって保持された量子化テーブルを用いて圧縮符号化される。メモリコントローラ２１０は、送信データ指定信号が画像圧縮部２０４からの出力を指定しているときには、ストレージ２１１への書き込みを行い、送信データ指定信号がメモリコントローラ２１０からの出力を指定しているときには、ストレージ２１１からの読み出しを行う。
【００６６】
つまり、送信データ指定信号が画像圧縮部２０４からの出力を指定している期間では、メモリコントローラ２１０はフレーム１，２，５，６，７，１０の画像データをストレージ２１１に書き込んでいる。また、送信データ指定信号がメモリコントローラ２１０からの出力を指定している期間では、メモリコントローラ２１０は、書き込んだフレームの画像データをストレージ２１１から順次読み出している。
【００６７】
送信データ選択部２１２は、送信データ指定信号による指定に従って、画像圧縮部２０４が出力する符号化データと、メモリコントローラ２１０が出力する符号化データとを切り替えながら出力する。最後に、送受信部２１３に入力された符号化データに対して、伝送路のビットレートに合わせたビットレート調整が行われた後、符号化データが送信される。画像圧縮部２０４から出力される符号化データが送信されるときには、１フレーム当たりの撮像に要する時間と、データ送信に要する時間が同じになる。
【００６８】
格納指示信号、枚数指定信号、圧縮条件指定信号、送信データ指定信号は、図１のデータ処理装置１０２から送受信部２１３によって受信される。これらの信号は、監視者１０４が操作ユニット１０５を操作した結果に基づいて、データ処理装置１０２によって生成されたものである。例えば、監視者１０４が、モニタ１０３に表示される画像を見ながら、所望のタイミングでストレージ２１１への画像データの格納指示や、格納枚数の指示、圧縮条件の指示等を行えばよい。この結果、監視者１０４が指定した条件で画像データの圧縮符号化およびストレージ２１１への記録が行われる。
【００６９】
また、例えばストレージ２１１に格納された画像データを確認したい場合には、監視者１０４が所望のタイミングで送信データの指定を行えばよい。この結果、ストレージ２１１に格納されている画像データが送受信部２１３からデータ処理装置１０２へ送信され、データ処理装置１０２で画像データの記録あるいは画像の表示が行われる。
【００７０】
以上のように、本実施形態による画像撮影装置１５０では、撮像素子２０１で得られた画像データが、伝送路のビットレートに適合した画像データとなるように、画像圧縮部２０４によって圧縮符号化され、送受信部２１３によって外部装置へ送信される。また、フレーム選択部２０６によって選択された画像データが、画像圧縮部２０７によって圧縮符号化された後、ストレージ２１１に格納される。あるフレームにおいて撮像素子２０１で得られた画像データがストレージ２１１に格納される場合、同じフレームの画像データが送受信部２１３によって外部装置へ送信されることになるので、そのフレームでは、動画に適した高フレームレートの画像データと、静止画に適した高画質の画像データの両方を取得することができ、異なる２品質の画像データを得ることができる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、画像圧縮部２０４が画像データの圧縮符号化を行うことによって、送受信部２１３から送信される画像データのデータ量を削減し、ビットレートが制限される伝送路で送信可能なデータ量に調整することができる。また、ストレージ２１１に格納される画像データをフレームごとにフレーム選択部２０６が選択することによって、ストレージ２１１の容量を節約することができる。さらに、ストレージ２１１に格納される画像データを、外部装置から受信された格納指示信号に基づいてフレーム選択部２０６が選択することによって、外部装置を操作する者の要求するタイミングで、高画質の画像データをストレージ２１１に格納することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、格納指示信号によって画像データの選択が指示され、かつ枚数指定信号によって、連続してストレージ２１１に格納する画像データの枚数が指定されたときには、フレーム選択部２０６は、指定された枚数分の連続するフレームの画像データをストレージ２１１に格納する。これによって、複数フレームの単位でストレージ２１１に画像データを格納することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、圧縮条件指定信号によって、ストレージ２１１に格納される画像データごとにデータ量の削減方法が設定されるので、ストレージ２１１に格納される画像データの重要度に応じて画質を設定することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、画像圧縮部２０４から出力された画像データ（符号化データ）と、ストレージ２１１に格納された画像データ（符号化データ）とのうち、一方の画像データを送信データ選択部２１２が選択し、送受信部２１３へ出力する。これによって、ストレージ２１１に格納された画像データを外部装置へ送信し、外部装置でその画像データを記録や画像表示に使用することができる。ストレージ２１１に格納された画像データを外部装置へ送信する場合には、伝送路のビットレートを考慮しなくて済むので、リアルタイム動画像に適した高フレームレートの画像データと、閲覧用静止画像に適した高画質の画像データとの両方の画像データを外部装置が得ることができる。さらに、送信データ指定信号に基づいて、送信データ選択部２１２が画像データを選択することによって、外部装置を操作する者の要求するタイミングで、高画質の画像データを外部装置に送信することができる。
【００７５】
本実施形態では、ストレージ２１１に格納された画像データが、伝送路を介して外部装置へ送信されるようになっているが、外部装置がストレージ２１１内の画像データを取得する方法は通信に限定されない。例えば、ストレージ２１１が画像撮影装置１５０に着脱可能であれば、ストレージ２１１を画像撮影装置１５０から取り外して外部装置に接続し、直接ストレージ２１１から画像データを取得できるようにしてもよい。
【００７６】
本実施形態による画像撮影装置を監視カメラシステムに適用した場合、図１の監視者１０４は、モニタ１０３に表示される動画像を確認することで、リアルタイムに監視することができると共に、モニタ１０３に不審物等が表示されたときには、操作ユニット１０５を操作することで、高画質な画像を得ることができる。その画像を証拠写真として使用することも可能となるので、より高性能な監視カメラシステムを実現することができる。
【００７７】
次に、本発明の第２の実施形態として、本発明の画像撮影装置をカプセル内視鏡システムに適用した例を説明する。図７は、本実施形態によるカプセル内視鏡システムの概略構成を示している。図７において、医者３００は、カプセル内視鏡３０１と体外装置３０２で構成されるカプセル内視鏡システムを使用して、患者３０３の体内の診断や治療を行う。
【００７８】
まず、医者３００は患者３０３にカプセル内視鏡３０１を飲ませる。カプセル内視鏡３０１は、内部の各モジュールを駆動するバッテリーや無線送信用アンテナを内蔵しており、体内を撮影すると共に、無線送信用アンテナを介して、撮影した画像データを体外装置３０２へ送信する。カプセル内視鏡３０１から送信された画像データに対して、体外装置３０２で所望の処理が施され、画像データの記録やモニタでの画像表示が行われる。医者３００は、モニタに表示される画像や、記録された画像を確認することにより、診断や治療を行う。
【００７９】
次に、本実施形態によるカプセル内視鏡３０１の構成要素の一部である画像撮影装置を詳細に説明する。図８は、画像撮影装置３５０の概略構成を示している。図２と同一の機能を有するものには同一の番号を付与してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。図８において、画像撮影装置３５０は、センサ部４００、センサ情報解析部４０１、センサ情報付加部４０２、送信データ選択部４０３、送信部４０４に特徴がある。
【００８０】
センサ部４００は、画像撮影装置３５０内部に設置された各センサからなり、画像撮影装置３５０外部の情報等の各種情報を取得するものである。図９はセンサ部４００の内部構成を示している。センサ部４００は、温度情報取得部４１０、pH情報取得部４１１、血液情報取得部４１２、時間情報取得部４１３、および位置情報取得部４１４を有している。
【００８１】
温度情報取得部４１０は、画像撮影装置３５０の外部（画像撮影装置３５０が挿入される体内）の温度情報を取得するものである。具体的には、温度情報取得部４１０は、特開平６−２１３７３０号公報に開示されている温度センサシステムのように、増幅機能を有するトランジスタで構成され、ゲート電極に電圧を印加してから一定の電流値になるまでの所要時間を計測することにより温度を算出する。
【００８２】
pH情報取得部４１１は、体液を取得して、水素イオン濃度（酸性・アルカリ性）を表すpH値を算出する。pH値を算出するにあたっては、公知である諸々のpH検出装置を適用して構わない。
【００８３】
血液情報取得部４１２は、画像撮影装置３５０の外部の出血の有無を示す情報を取得するものである。具体的には、血液情報取得部４１２は、ルミノール液の格納部と、輝度情報を取得する撮像モジュールとを有しており、採取した体液とルミノール液を混合させて、その撮像で得た画像データの輝度値に基づいて出血の有無を判定する。
【００８４】
また、血液情報取得部４１２は、撮像素子２０１で得られた画像データから赤色の画像データを抽出し、その赤色の画像データの色分布に基づいて出血の有無を判定する。血液情報取得部４１２は、ルミノール液と体液の混合液の輝度情報から判定した出血判定結果と、赤色の画像データの色分布から判定した出血判定結果とのOR演算結果を、出血の有無を示す情報として出力する。出血の有無の判定に関しては、例えばルミノール液と体液の混合液の輝度情報から判定する場合には、撮像モジュールから得られる画像データから輝度値を算出し、その輝度値と閾値を比較して、輝度値が閾値以上であれば、出血があると判定される。
【００８５】
時間情報取得部４１３は、画像撮影装置３５０への電源投入がカウント開始のフラグとなるカウンタ回路で構成され、そのカウント値、つまり経過時間を出力する。位置情報取得部４１４は、対応した周波数帯の無線電波を受信する複数のアンテナを有しており、外部装置から同じタイミングで発信される複数の周波数帯の無線電波を受信するときの時間差より、画像撮影装置３５０の座標位置を算出する。
【００８６】
上記の各部が取得した情報は、センサ情報としてまとめて出力される。なお、センサ部４００が取得する各種情報は、上記に限定されない。情報を得るための構成を画像撮影装置３５０に搭載することで有益な情報が得られるのであれば、その構成は画像撮影装置３５０に適用可能である。
【００８７】
センサ情報解析部４０１は、センサ部４００から出力されるセンサ情報を解析して、ストレージ２１１に格納する画像データを選択するための枚数指定信号および格納指示信号を生成する。また、センサ情報解析部４０１は、画像圧縮部２０７が圧縮符号化を行う際の圧縮条件を指示する圧縮条件指定信号も生成する。例えば、センサ情報に基づいて、出血が検出された場合や、画像撮影装置３５０が特定の診断箇所に到達した場合等には、格納指示信号によって画像データの格納が指示される。この際に、圧縮条件指定信号や枚数指定信号によって、画像の重要度に応じて圧縮条件（例えば出血が検出された場合には低圧縮率とする等）や画像データの格納枚数が指示される。
【００８８】
以下、図１０および図１１を用いて、センサ情報解析部４０１の動作を説明する。図１０は、画像データをストレージ２１１に格納するか否かを判定する動作の手順を示すフローチャートであり、図１１は、フレーム選択部２０６が画像データを選択する様子を示すタイミングチャートである。
【００８９】
図１０に示されるように、センサ情報解析部４０１はセンサ部４００からセンサ情報を取得し（ステップＳ１０１）、各センサ情報に基づいて、温度が異常か否かの判定、pH値が異常か否かの判定、出血の有無の判定、一定時間が経過したか否かの判定、画像撮影装置３５０が特定の位置に達したか否かの判定を順次行う（ステップＳ１０２〜Ｓ１０６）。ステップＳ１０２〜Ｓ１０６の順序はこれに限定されず、任意でよい。
【００９０】
続いて、センサ情報解析部４０１は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６での判定結果に基づいて、温度の異常、pH値の異常、出血、一定時間の経過、特定の位置への到達のうちの少なくとも１つが検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。これらの項目のうち、少なくとも１つが検出された場合には、処理がステップＳ１０８へ進み、１つも検出されなかった場合には、処理がステップＳ１０９へ進む。
【００９１】
ステップＳ１０８において、センサ情報解析部４０１は、フレーム選択部２０６へ出力する格納指示信号を有効にする。これによって、何らかの異常または特定の条件が検出されたときのフレームの画像データが、フレーム選択部２０６によって選択されるようになる。続いて、ステップＳ１０９において、センサ情報解析部４０１は、現在のフレームの処理が終了したか否かを判定する。現在のフレームの処理が終了していない場合には、処理はステップＳ１０１に戻る。また、現在のフレームの処理が終了した場合には、センサ情報解析部４０１は格納指示信号を初期化し（ステップＳ１１０）、次のフレームの処理へ進むと判断する（ステップＳ１１１）。続いて、処理はステップＳ１０１に戻る。
【００９２】
図１１において、格納指示信号は、温度の異常検出結果、pH値の異常検出結果、出血の検出結果、時間の検出結果、位置の検出結果の論理和（OR演算）に基づいて生成される。したがって、温度の異常によりフレーム２、pH値の異常によりフレーム１０、出血の検出によりフレーム５、一定時間の経過によりフレーム１の画像データが選択されることが分かる。フレーム選択部２０６は、格納指示信号に従って、フレーム１，２，５，１０の画像データを出力する。
【００９３】
センサ情報付加部４０２は、フレーム選択部２０６によって選択されたフレームの符号化データに対して、センサ部４００から出力されるセンサ情報を付加するものである。つまり、センサ情報解析部４０１が画像データを選択するかどうかの判定に用いた温度、pH値、出血の有無、経過時間、および座標位置の情報が符号化データに付加される。選択されたフレームの符号化データに付加されるこれらのセンサ情報は、そのフレームの画像データが撮像素子２０１で得られたのと同じタイミングで取得されたものである。
【００９４】
図１１に示したタイミングチャートに従ってストレージ２１１に格納されたデータの構造を図１２に示す。センサ部４００から得られる情報は、フレームごとに符号化データのヘッダ（図１２の例では、ヘッダ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４）に付加されてストレージ２１１に格納される。センサ情報付加部４０２によって付加された情報には、体外装置３０２で所望の処理が施される。これによって、センサ部４００から得られる情報は、フレーム選択部２０６によって選択されたフレームが撮像されたときの体内の撮影状態を医者３００に伝える情報として使用される。
【００９５】
送信データ選択部４０３は、センサ部４００から出力されるセンサ情報を解析して、メモリコントローラ２１０へ送信データ指定信号を出力する。また、送信データ選択部４０３は、送信部４０４へ出力する符号化データを、画像圧縮部２０４から出力された符号化データと、メモリコントローラ２１０から出力された符号化データとのいずれかから選択する。メモリコントローラ２１０からの出力を選択した場合には、送信データ選択部４０３は、送信データ指定信号をメモリコントローラ２１０へ出力し、ストレージ２１１からの符号化データの読み出しを指示する。
【００９６】
送信データ指定信号は、センサ部４００から出力されるセンサ情報に基づいて、画像圧縮部２０４から出力される符号化データを体外装置３０２へ出力すべきか、それともメモリコントローラ２１０から出力される符号化データを体外装置３０２へ出力すべきかの判断により決定されるものである。カプセル内視鏡システムでは、pH値、経過時間、座標位置に基づいて、撮影している部位を特定し、その部位が診断箇所であれば、画像圧縮部２０４から出力される符号化データを出力し、その部位が診断箇所でなければ、メモリコントローラ２１０から出力される符号化データを出力するように送信データ指定信号が設定される。診断箇所以外の部位では動画像の重要度はあまり高くないので、画像撮影装置３５０が診断箇所以外の部位に到達した場合に、ストレージ２１１から符号化データが読み出されて体外装置３０２へ出力されるようになっている。
【００９７】
送信部４０４は、送信データ選択部４０３から出力される符号化データを、無線送信用アンテナ４０５を介して図７の体外装置３０２へ送信する。本実施形態では、カプセル内視鏡システムを例に説明しているため、無線によるデータ送信を行っているが、本発明の画像撮影装置が行う通信は無線に限られるわけではない。したがって、送信部４０４が符号化データを出力する伝送路は、有線、無線のどちらであってもよい。
【００９８】
次に、上述した画像撮影装置３５０内の各部のうち、センサ部４００、センサ情報付加部４０２、メモリコントローラ２１０、送信データ選択部４０３、および送信部４０４の動作タイミングについて説明を加える。図１３に、画像撮影装置３５０の各部の動作タイミングを表したタイミングチャートを示す。図１３において、格納指示信号に係る動作は前述したので、説明を省略する。
【００９９】
センサ部４００は、撮像素子２０１が画像データを取得するタイミングと同じタイミングで、フレームごとのセンサ情報を取得する。送信データ選択部４０３は、送信データ指定信号による指定に従って、画像圧縮部２０４が出力する符号化データと、メモリコントローラ２１０が出力する符号化データとを切り替えながら出力する。最後に、送信部４０４は、図２の送受信部２１３と同様に、伝送路のビットレートに合わせた符号化データのビットレート調整を行い、符号化データを送信する。
【０１００】
以上のように、本実施形態による画像撮影装置３５０では、センサ部４００が、撮像素子２０１が画像データを取得するのと同じタイミングで、その撮影時のセンサ情報を取得する。フレーム選択部２０６は、センサ部４００から得られたセンサ情報に基づいて、ストレージ２１１に格納する画像データを選択する。これによって、外部装置からの要求を必要とせずに、画像撮影装置３５０が、ストレージ２１１に格納する画像データを自動で選択することができる。
【０１０１】
また、本実施形態では、フレーム選択部２０６によって選択された画像データに対して、センサ情報付加部４０２が、センサ部４００から得られたセンサ情報を付加することによって、その画像データを取得した外部装置が、高画質の画像データに加えて、撮影箇所の状態等の有用な情報を得ることができる。
【０１０２】
また、本実施形態では、画像圧縮部２０４から出力された画像データ（符号化データ）と、ストレージ２１１に格納された画像データ（符号化データ）とのうち、一方の画像データを、センサ部４００から得られたセンサ情報に基づいて送信データ選択部４０３が選択し、送信部４０４へ出力する。これによって、外部装置からの要求を必要とせずに、閲覧用静止画像に適した高画質の画像データを画像撮影装置３５０が自動で外部装置へ送信することができる。
【０１０３】
本実施形態による画像撮影装置３５０をカプセル内視鏡システムに適用した場合、図７の医者３００は、体外装置３０２のモニタに表示される動画像を確認することで、リアルタイムに診断することができると共に、高画質な画像を取得したときの体内の情報を得ることができるので、より高性能なカプセル内視鏡システムを実現することができる。
【０１０４】
第１の実施形態と同様に本実施形態でも、外部装置がストレージ２１１内の画像データを取得する方法は、上述した方法に限定されない。例えば、画像撮影装置３５０を患者の体内から取り出した後に、ストレージ２１１から外部装置が画像データを取得するようにしてもよい。
【０１０５】
次に、本発明の第３の実施形態として、第２の実施形態と同様に、本発明の画像撮影装置をカプセル内視鏡システムに適用した例を説明する。本カプセル内視鏡システムの概略構成は図７と同様である。本実施形態で第２の実施形態と異なる点は、図７において、カプセル内視鏡３０１は、バッテリーや無線送信用アンテナの他に、磁石をカプセル筐体内に備えておき、医者３００は、外部から磁力を制御することにより、カプセル内視鏡３０１を操作するようにカプセル内視鏡システムが構成されているという点である。
【０１０６】
以下、本実施形態によるカプセル内視鏡３０１の構成要素の一部である画像撮影装置を詳細に説明する。図１４は、画像撮影装置４５０の概略構成を示している。図２および図８と同一の機能を有するものには同一の番号を付与してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。図１４において、画像撮影装置４５０は、画像解析部５００、フレーム選択部５０１、ストレージ情報付加部５０２、画像切り出し部５０３、メモリコントローラ５０４、送信データ選択部５０５に特徴がある。
【０１０７】
画像解析部５００は、画像処理部２０３から出力される画像データを解析して、ストレージ２１１に画像データを格納するか否かを指示する格納指示信号を生成するものである。以下、公知であるブロックマッチングを用いて動きベクトルを検出することによって、画像データを選択するか否かを判定する方法を説明する。
【０１０８】
画像解析部５００は、図１５に示すように、画像データ保持部６００、動きベクトル算出部６０１、動き検出部６０２、動き判定情報保持部６０３、および選択情報保持部６０４を有している。画像データ保持部６００は、SRAM等のメモリで構成され、画像処理部２０３から出力される画像データを１フレーム分保持する。図１６は、画像データ保持部６００が画像データを保持する様子を示したタイミングチャートである。図１６において、画像処理部２０３がフレーム２を画像処理しているタイミングでは、画像データ保持部６００は、画像処理部２０３が出力するフレーム２の画像データを保持するのと同時に、それまで保持していたフレーム１の画像データを動きベクトル算出部６０１へ出力している。
【０１０９】
動きベクトル算出部６０１は、画像データ保持部６００から出力された、先行するフレームの画像データを参照して、画像処理部２０３から出力された、ストレージ２１１に格納するか否かの判定対象である現行のフレームの画像データの動きベクトルを算出するものである。以下、図１７〜図２０を用いて、動きベクトル算出部６０１の動作を説明する。
【０１１０】
図１７は、動きベクトルを算出しようとしているフレームの画像である。図１８は、画像データ保持部６００から出力される、先行するフレームの画像であり、説明用に（ａ），（ｂ），（ｃ）の３パターンを示す。図１７において、被写体６５０は、撮影しようとしている被写体であり、その他は、体内を撮影したときの背景である。
【０１１１】
ブロックマッチング法では最初に、図１７の画像に対して、図１９の破線で示されるように領域分割を行ってブロックを形成する。ここで、説明の便宜上のため、一番左上のブロックをブロック（０，０）と表し、そのブロックを基準とした縦方向の番号をX、横方向の番号をY（XとYは整数）と表し、各ブロックをブロック（X，Y）と表現できるように定義付けを行っておく。
【０１１２】
続いて、その領域分割された各ブロックごとに、そのブロックが、図１８における先行するフレームのどの位置のブロックと一致するのかを導き出す。例えば、図１９のブロック（2，2）は、その画像データを図１８の画像データと比較することにより、図１８において破線で示されたマッチング領域６６０と同じであることが分かる。つまり、図１９のブロック（2，2）は、先行するフレームでは、マッチング領域６６０に存在したことになり、そのときのブロック（2，2）とマッチング領域６６０の位置関係に基づいたベクトル量が、図１９におけるブロック（2，2）の動きベクトルとして表される。
【０１１３】
図２０は、上記のことを、図１９のブロック全てに対して行ったときの動きベクトルを表している。動きベクトル算出部６０１は、図２０で示される動きベクトルの絶対値を出力する。先行するフレームの座標を（A2，B2）、動きベクトルを算出しようとしているフレームの座標を（A1，B1）とすると、座標（A2，B2）から座標（A1，B1）に移動することを表す動きベクトルの絶対値は、次式で算出される。
【０１１４】
【数１】
2007228337.tif 000003
【０１１５】
動き検出部６０２は、動き判定情報保持部６０３によって保持された閾値と、動きベクトル算出部６０１から出力される絶対値とを比較して、ストレージ２１１に格納する画像データを指示する格納指示信号を生成するものである。動き判定情報保持部６０３に保持される閾値は、あらかじめユーザによって指定されるパラメータである。この閾値を任意に設定可能とすることにより、動き検出部６０２での動き検出の度合いに応じて、格納指示信号を生成するかどうかを任意に設定できる。
【０１１６】
以下、動き判定情報保持部６０３によって保持される閾値は、0より大きく、かつ、さほど大きくない値（例えば1）が設定されているものとして説明する。図２０（ａ）で示された動きベクトルについては、全てのブロックで、動きベクトルの絶対値が0付近になり、動き判定情報保持部６０３によって保持された閾値以下になる。画像撮影装置４５０が静止していれば、画像に動きベクトルは検出されないので、図１８（ａ）が、先行するフレームの画像であるときには、画像撮影装置４５０が静止していると推定することができる。
【０１１７】
図２０（ｂ）で示された動きベクトルについては、全てのブロックで、動きベクトルの絶対値が大きな値で、かつ統一された値になり、動き判定情報保持部６０３によって保持された閾値以上になる。画像撮影装置４５０が動けば、画像全体に動きが発生するので、図１８（ｂ）が、先行するフレームの画像であるときには、画像撮影装置４５０が、外部からの操作により誘導されていると推定することができる。
【０１１８】
図２０（ｃ）で示された動きベクトルについては、ブロック（1，2）、（1，3）、（2，2）、（2，3）で、動きベクトルの絶対値が、動き判定情報保持部６０３によって保持された閾値を超え、その他のブロックでは、動きベクトルの絶対値が、動き判定情報保持部６０３によって保持された閾値以下になる。図１８（ｃ）が、先行するフレームの画像であるときには、画像の一部にのみ動きベクトルが検出されるので、画像撮影装置４５０は静止しているが、被写体は動いていると推定することができる。
【０１１９】
動き検出部６０２は、画像撮影装置４５０が静止していると判定したとき（図１８の例では、先行するフレームが図１８（ａ），（ｃ）のとき）に、現行のフレームの画像データをストレージ２１１に格納することを示す格納指示信号を出力する。つまり、動きベクトルの絶対値が、動き判定情報保持部６０３によって保持された閾値以下であるブロックが多数存在するときに、画像データをストレージ２１１に格納することを示す格納指示信号が動き検出部６０２から出力される。
【０１２０】
また、動き検出部６０２は、前のフレームの画像データがストレージ２１１に格納されたかどうかを示す情報を選択情報保持部６０４に保持する。選択情報保持部６０４によって保持された情報が、画像データをストレージ２１１に格納したことを示す情報であったときには、動き検出部６０２は、判定対象であるフレームについては、動きベクトルの検出結果にかかわらず、そのフレームの画像データをストレージ２１１に格納しないことを示す格納指示信号を出力する。
【０１２１】
図２１に、画像解析部５００において格納指示信号が生成される様子を表したタイミングチャートを示す。図２１において、撮像素子２０１がフレーム１の処理を行っているタイミングでは、動きベクトル算出部６０１は、画像データ保持部６００に格納されたフレーム０と、動きベクトル算出部６０１に入力されるフレーム１とを用いて動きベクトルを算出する。動き検出部６０２は、動きベクトル算出部６０１によって算出された動きベクトルに基づいて動きの有無を判定するのだが、図２１の動き検出結果より、フレーム１，４，５，６，９では動きがないと判定されているのが分かる。
【０１２２】
動き検出部６０２が、前のフレームで動きがないと判定したとき、つまり、前のフレームでストレージ２１１に画像データを格納することを指示する格納指示信号を出力したときには、次のフレームでは、動きの有無にかかわらず、そのフレームの画像データはストレージ２１１に格納されない。したがって、図２１に示すように、フレーム１，４，９では格納指示信号が出力されるが、フレーム５，６では格納指示信号は出力されない。
【０１２３】
次に、フレーム選択部５０１、ストレージ情報付加部５０２、画像切り出し部５０３、メモリコントローラ５０４、送信データ選択部５０５の詳細を順に説明する。フレーム選択部５０１は、画像処理部２０３から出力される画像データの中から、ストレージ２１１に格納する画像データを選択するものである。フレーム選択部５０１の動作は、画像解析部５００から出力される格納指示信号に従って制御される。また、フレーム選択部５０１は、画像データを選択したかどうかを示すフレーム選択情報をストレージ情報付加部５０２へ出力する。
【０１２４】
図２２に、フレーム選択部５０１が画像データを選択する様子を表したタイミングチャートを示す。図２２において、フレーム１，４，９の画像データをストレージ２１１に格納することを格納指示信号が示しているときには、フレーム選択部５０１はフレーム２，５，１０の画像データを出力する。格納指示信号によってストレージ２１１への格納が指示されたフレームの次のフレームの画像データをフレーム選択部５０１が出力している理由は以下の通りである。
【０１２５】
画像解析部５００が、動き判定を行ってフレームＮの画像データをストレージ２１１に格納するかどうかを判定するためには、フレームＮの画像データ全体が画像解析部５００に入力される必要がある。ゆえに、格納指示信号に従ってフレーム選択部５０１がフレームＮの画像データをストレージ２１１に格納するためには、フレーム選択部５０１に、１フレーム分の画像データを保持するバッファが必要になる。動画像では、前後のフレーム間で画像データの相関性が高いので、フレームＮの画像データの動き検出結果を用いて、フレームＮ＋１の画像データをストレージ２１１に格納するかどうかの判定を行うことで、誤差をなるべく抑えながら、バッファの削減を実現している。
【０１２６】
ストレージ情報付加部５０２は、フレーム選択部５０１から出力されるフレーム選択情報に従って、画像圧縮部２０４から出力される符号化データのヘッダに対して、そのフレームの画像データがストレージ２１１に格納されたかどうかを示す情報を付加するものである。また、ストレージ情報付加部５０２は、メモリコントローラ５０４から出力されるアドレスを受け取り、ストレージ２１１の残量を示す情報も符号化データのヘッダに付加する。本実施形態では、ストレージ２１１には、先頭アドレスから順番に画像データが格納されていくので、メモリコントローラ５０４から出力されるアドレスに基づいて、ストレージ２１１の残量を検出することができる。これに限らず、メモリコントローラ５０４がストレージ２１１の残量を検出して、その情報をストレージ情報付加部５０２および送信データ選択部５０５へ出力するようにしてもよい。
【０１２７】
ストレージ情報付加部５０２によって付加された情報に体外装置３０２で所望の処理が施され、適宜、体外装置３０２のモニタにその情報が表示される。これによって、体外装置３０２のモニタに表示された動画像を閲覧している医者３００に対して、どのタイミングの画像がストレージ２１１に格納されたのかということと、ストレージ２１１の残量とを伝えることができる。
【０１２８】
画像切り出し部５０３は、フレーム選択部５０１で選択されたフレームの画像データから、画像の中央部を囲む周辺部の画像を表現する画像データを除去することによって、中央部の画像を表現する画像データを切り出すものである。誘導式カプセル内視鏡システムにおいて、医者３００は、体外装置３０２のモニタに表示される画像を確認しながら画像撮影装置４５０を誘導することになる。そのため、画像撮影装置４５０の誘導が停止され、フレーム選択部５０１が、ストレージ２１１に格納する画像データを選択したときには、医者３００が高画質で取得したい被写体が画面中央に捕らえられていることが想定できる。したがって、不要の可能性が高い周辺部の画像データを除去し、中央部の画像データを切り出すことで、必要な画像データを確保したまま、ストレージ２１１の大幅な節約を図ることができる。
【０１２９】
メモリコントローラ５０４は、図２のメモリコントローラ２１０と同様の機能を有すると共に、ストレージ２１１のアドレスを出力するものである。送信データ指定信号が画像圧縮部２０４からの出力を示しているときには、メモリコントローラ５０４はストレージ２１１の書き込みアドレスを出力し、送信データ指定信号がメモリコントローラ５０４からの出力を示しているときには、メモリコントローラ５０４はストレージ２１１の読み出しアドレスを出力する。
【０１３０】
送信データ選択部５０５は、画像解析部５００と同様に、画像処理部２０３から出力された画像データを取得して画像の動きを検出する機能を有している。この送信データ選択部５０５は、動きベクトルを検出し、動き検出の結果と、メモリコントローラ５０４から出力されるストレージ２１１のアドレスが示すストレージ２１１の残量とに基づいて、送信部４０４へ出力する画像データを、画像圧縮部２０４から出力された符号化データと、メモリコントローラ５０４から出力された画像データとのいずれかから選択する。
【０１３１】
メモリコントローラ５０４からの出力を選択した場合には、送信データ選択部５０５は、送信データ指定信号をメモリコントローラ５０４へ出力し、ストレージ２１１からの画像データの読み出しを指示する。本実施形態では、送信データ選択部５０５が画像の動きを検出する機能を有しているとしているが、送信データ選択部５０５が画像の動きの検出結果を画像解析部５００から取得し、その情報を送信データの選択の際に用いるようにしてもよい。
【０１３２】
以下、図２３を用いて、送信データ選択部５０５が送信データを選択する動作を説明する。図２３は、送信データの選択に係る動作の手順を示すフローチャートである。図２３に示されるように、送信データ選択部５０５は、最初に、送信データ指定信号を画像圧縮部２０４からの出力に設定して、図７の体外装置３０２のモニタでリアルタイムに動画を閲覧できるようにする（ステップＳ２０１）。送信データ指定信号が画像圧縮部２０４からの出力に設定されている間、画像撮影装置４５０は、前述したように、動き検出により、画像データをストレージ２１１に格納する動作を行う。
【０１３３】
続いて、送信データ選択部５０５はメモリコントローラ５０４からストレージ２１１のアドレスを取得し（ステップＳ２０２）、ストレージ２１１の書き込みアドレスが、あらかじめ設定された上限値であるMAXに達したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ストレージ２１１の書き込みアドレスがMAX未満の場合には、画像データをストレージ２１１に格納する動作が継続される。
【０１３４】
また、ストレージ２１１の書き込みアドレスがMAXとなった場合には、送信データ選択部５０５は画像処理部２０３から画像データを取得し（ステップＳ２０４）、動き検出を行う（ステップＳ２０５）。動き検出の結果、画像に所定量を超える動きがある場合（ステップＳ２０６でＮＯの場合）には画像データの取得と動き検出が繰り返され、動き量が所定量以下であり、画像に動きがなくなった場合（ステップＳ２０６でＹＥＳの場合）には、送信データ選択部５０５は、送信データ指定信号をメモリコントローラ５０４からの出力に設定し（ステップＳ２０７）、ストレージ２１１のアドレスをメモリコントローラ５０４から取得する（ステップＳ２０８）。送信データ指定信号がメモリコントローラ５０４からの出力に設定されている間、ストレージ２１１から画像データが読み出されて送信される。
【０１３５】
ストレージ２１１からは、先頭アドレスから順番に画像データが読み出される。送信データ選択部５０５は、ストレージ２１１の読み出しアドレスがMAXに達したか否かを判定する（ステップＳ２０９）。ストレージ２１１の読み出しアドレスがMAX未満の場合には、ストレージ２１１から符号化データを読み出して送信する動作が継続される。また、ストレージ２１１の読み出しアドレスがMAXとなった場合には、再び送信データ指定信号が画像圧縮部２０４からの出力に設定される（ステップＳ２０１）。これ以降の動作は上述したとおりである。
【０１３６】
ストレージ２１１に画像データを格納する動作が行われている間に、ストレージ２１１の書き込みアドレスがMAXになったら、ストレージ２１１に格納された画像データが体外装置３０２へ出力されるのだが、画像撮影装置４５０が誘導されている最中は、体外装置３０２のモニタでリアルタイムに動画像を表示するのが優先される。そこで、画像の動きを検出することにより、画像撮影装置４５０が誘導されているかどうかが判定され、画像に動きがなくなったことが確認されたら、送信データ指定信号がメモリコントローラ５０４からの出力に設定される。
【０１３７】
画像撮影装置４５０から図７の体外装置３０２へ画像データが出力されると、体外装置３０２にて、記録保存あるいはモニタでの画像表示が行われる。体外装置３０２のモニタに画像が表示される様子を図２４に示す。図２４は、画像圧縮部２０４から出力された符号化データが体外装置３０２へ出力されている際の画像表示の様子を示している。体外装置３０２は、画像撮影装置４５０から出力された符号化データを伸張復号化してモニタに画像を表示する。また、体外装置３０２は、ストレージ情報付加部５０２によって符号化データに付加された情報（画像データがストレージ２１１に格納されたかどうかを示すフレームごとの情報と、ストレージ２１１の残量を示す情報）を検出して、ストレージ格納通知ランプ２４０１と残り記憶容量２４０２として、モニタを閲覧している医者３００に通知する。
【０１３８】
図２５に、画像撮影装置４５０の各部の動作を表したタイミングチャートを示す。画像解析部５００は、撮像素子２０１から出力される画像データを用いて、動きベクトルを算出し、画像撮影装置４５０が誘導されているか否かを判定する。フレーム選択部５０１は、画像解析部５００の判定結果に従って、ストレージ２１１に格納するフレームを選択する。
【０１３９】
ストレージ情報付加部５０２は、画像圧縮部２０４から出力される符号化データのうち、フレーム選択部５０１によって選択された画像データに対応する符号化データに対して、ストレージ２１１に格納されたことを示す情報を付加する。画像切り出し部５０３は、フレーム選択部５０１によって選択された画像データから、画像中央部に相当する画像データを切り出す。送信データ選択部５０５は、ストレージ２１１の残量の情報と、撮像素子２０１から出力される画像データを用いて検出した画像の動きの情報とに基づいて、画像圧縮部２０４から出力された符号化データと、ストレージ２１１に格納された画像データとを切り替えて送信部４０４へ出力する。
【０１４０】
以上のように、本実施形態による画像撮影装置４５０では、画像解析部５００が、フレーム間の画像の動きを検出することによって画像データを解析し、フレーム選択部５０１は、その解析の結果に基づいて、ストレージ２１１に格納する画像データを選択する。これによって、外部装置からの要求を必要とせずに、画像撮影装置４５０が、ストレージ２１１に格納する画像データを自動で選択することができる。
【０１４１】
また、本実施形態では、画像解析部５００が、ストレージ２１１に格納するか否かの判定対象のフレームよりも前のフレームの画像データに関する情報を保持し、その情報と、判定対象のフレームの画像データに関する情報とに基づいて、フレーム間の画像データの相違度を示す情報を生成することによって、ストレージ２１１に格納する画像データを、フレーム間の画像データの変化に基づいて選択する。これによって、画像撮影装置４５０が誘導されているか否かに応じて、ストレージ２１１に格納する画像データを選択することができる。
【０１４２】
特に、本実施形態では、画像の動きを検出することによって、画像データの変化を検出することができる。さらに、フレーム間の画像の相違度を示す値が所定の閾値以下であった場合に、フレーム選択部５０１が、ストレージ２１１に格納する画像データとして判定対象のフレームの画像データを選択することによって、画像撮影装置４５０が誘導されていないときの高画質な画像データをストレージ２１１に格納することができる。
【０１４３】
また、本実施形態では、ストレージ２１１に画像データを格納するか否かの判定対象のフレームよりも前のフレームの画像データが、ストレージ２１１に格納する画像データとして選択されたか否かを示す情報を画像解析部５００の選択情報保持部６０４が保持する。そして、前のフレームの画像データが選択された場合には、判定対象のフレームで画像の変化が少ないと判定されても、フレーム選択部５０１は、判定対象のフレームの画像データを、ストレージ２１１に格納する画像データとして選択しない。これによって、同じような画像をストレージ２１１に格納しなくて済むので、ストレージ２１１の容量を節約することができる。
【０１４４】
また、本実施形態では、フレーム選択部５０１によって選択された画像データから、画像の中央部に相当する画像データを画像切り出し部５０３が切り出し、その画像データがストレージ２１１に格納されるので、必要な画像データを確保したまま、ストレージ２１１の大幅な節約を図ることができる。
【０１４５】
また、本実施形態では、フレーム選択部５０１が、ストレージ２１１に画像データを格納するか否かの判定対象のフレームより１つ前のフレームの画像データに関する画像解析部５００による解析の結果に基づいて、判定対象のフレームの画像データをストレージ２１１に格納するか否かを判定する。これによって、判定対象のフレームの画像データをストレージに格納するかどうかの判定が確定するまでに必須であった、そのフレームの画像データを保持しておくバッファを削除することができる。
【０１４６】
また、本実施形態では、ストレージ２１１に格納する画像データとして選択されたか否かを示す情報をストレージ情報付加部５０２が画像データに付加することによって、画像データがストレージ２１１に格納されたか否かを外部装置に通知することができる。したがって、例えば図７の医者３００が、体外装置３０２のモニタに表示される画像を確認しながら画像撮影装置４５０を誘導している場合に、上記の情報が画像データに付加されていないと、診断箇所で静止画に適した高画質の画像データを取得できたか否かを医者３００が知ることができない。よって、後になって、診断箇所で必要な画像データを取得できなかったことが分かり、作業が無駄になってしまうことが起こる可能性がある。しかし、本実施形態によれば、診断箇所で静止画に適した高画質の画像データを取得できたことを医者３００が確認してから、次の診断箇所へ画像撮影装置４５０を誘導することができる。
【０１４７】
また、本実施形態では、送信データ選択部５０５が、画像圧縮部２０４から出力された画像データ（符号化データ）と、ストレージ２１１に格納された画像データ（符号化データ）とのうち一方の画像データを、画像データを解析した結果と、ストレージ２１１の残量とに基づいて選択し、送信部４０４へ出力する。これによって、外部装置からの要求を必要とせずに、閲覧用静止画像に適した高画質の画像データを画像撮影装置４５０が自動で外部装置へ送信することができる。
【０１４８】
本実施形態による画像撮影装置４５０を誘導式カプセル内視鏡システムに適用した場合、図７の医者３００は、体外装置３０２のモニタに表示される動画像を確認することで、カプセル内視鏡３０１を誘導することができると共に、カプセル内視鏡３０１の動きに応じて高画質な画像を取得するので、より高性能な誘導式カプセル内視鏡システムを実現することができる。
【０１４９】
次に、本実施形態における画像解析部の変形例を説明する。画像撮影装置４５０の別構成を図２６に示す。図１４と同一の機能を有するものについては、同一の番号を付与してその説明を省略し、異なる部分についてのみを説明する。図２６において、画像撮影装置４５０は、画像解析部７００の符号量カウント部８００、符号量保持部８０１、差分値算出部８０２、画像変化検出部８０３、画像変化判定情報保持部８０４に特徴がある。
【０１５０】
画像解析部７００は、符号化データの符号量を用いて、画像撮影装置４５０が誘導されているかどうかを判定して、ストレージ２１１に格納するフレームを選択するための格納指示信号を生成するものである。符号量カウント部８００は、画像圧縮部２０４から出力される符号化データのデータ量をフレームごとにカウントして、そのカウント値を符号量として出力する。符号量保持部８０１は、符号量カウント部８００から出力される符号量を１フレーム分保持する。
【０１５１】
差分値算出部８０２は、符号量保持部８０１によって保持されている先行するフレームの符号化データの符号量と、符号量カウント部８００から出力された判定対象のフレームの符号化データの符号量との差分値を出力する。画像変化検出部８０３は、差分値算出部８０２から出力される差分値と、画像変化判定情報保持部８０４によって保持された閾値とを比較して、ストレージ２１１に格納するフレームを選択するための格納指示信号を生成する。
【０１５２】
図２６において、圧縮条件保持部２０５に格納された量子化テーブルが固定の場合、画像圧縮部２０４から出力される符号化データの１フレームあたりの符号量は、画像圧縮部２０４に入力される画像データに依存する。仮に、画像撮影装置４５０が静止している場合、撮像素子２０１から得られる先行するフレームの画像データと判定対象のフレームの画像データはほぼ同じになるので、符号量もほぼ同じになる。したがって、先行するフレームの画像データの符号量と判定対象のフレームの画像データの符号量との差分値を解析することにより、画像撮影装置４５０が誘導されているかどうかを判定することができる。
【０１５３】
画像変化検出部８０３は、画像撮影装置４５０が静止していると判定したときに、そのフレームの画像データをストレージ２１１に格納することを示す格納指示信号を出力する。つまり、差分値算出部８０２から出力される符号量の差分値が、画像変化判定情報保持部８０４によって保持された閾値以下であるときに、判定対象のフレームの画像データをストレージ２１１に格納することを示す格納指示信号を出力する。
【０１５４】
以上のように、画像解析部７００は、画像圧縮部２０４から出力される符号化データの符号量のフレーム間での差分値から画像の変化の検出を行い、その画像の変化の有無に基づいて、画像撮影装置４５０が誘導されているかどうかの判定を行う。これにより、符号量をカウントするカウンタ回路と、差分値を算出する差分回路と、符号量のみを保持するメモリの構成によって、画像撮影装置４５０が誘導されているかどうかの判定を行うことができる。したがって、動きベクトルを用いて画像撮影装置４５０が誘導されているかどうかの判定を行う図１５の画像解析部５００と比較すると、画像撮影装置４５０の構成を簡易にすることができる。
【０１５５】
第１の実施形態と同様に本実施形態でも、外部装置がストレージ２１１内の画像データを取得する方法は、上述した方法に限定されない。例えば、画像撮影装置４５０を患者の体内から取り出した後に、ストレージ２１１から外部装置が画像データを取得するようにしてもよい。
【０１５６】
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、具体的な構成はこれら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。例えば、ストレージに格納された画像データが外部装置へ送信されている間は、撮像や圧縮符号化等の、送信用の動画像データの生成に係る動作や、フレーム選択部による画像データの選択動作等の全てまたは一部が停止されるようにしてもよい。これによって、画像撮影装置の消費電力を低減することができる。また、格納指示信号、枚数指定信号、圧縮条件指定信号、および送信データ指定信号を画像撮影装置が自動で生成する場合、画像撮影装置を用いるアプリケーションやその使用方法により、各信号の最適な生成条件は多種多様に存在し、上記の限りでない。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の第１の実施形態による監視カメラシステムの概略構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による画像撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による画像撮影装置が備える撮像素子が有する色フィルタの配列を示す参考図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による画像撮影装置が備える撮像素子から電気信号を読み出す際の読み出し順を示す参考図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による画像撮影装置が備えるフレーム選択部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態による画像撮影装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態によるカプセル内視鏡システムの概略構成を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による画像撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による画像撮影装置が備えるセンサ部の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による画像撮影装置が備えるセンサ情報解析部の動作の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態による画像撮影装置が備えるフレーム選択部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態による画像撮影装置が備えるストレージに格納されるデータの構造を示す参考図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態による画像撮影装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置が備える画像解析部の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置が備える画像データ保持部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１７】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置が備える動きベクトル算出部の動作を説明するための参考図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置が備える動きベクトル算出部の動作を説明するための参考図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置が備える動きベクトル算出部の動作を説明するための参考図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置が備える動きベクトル算出部の動作を説明するための参考図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置が備える画像解析部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２２】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置が備えるフレーム選択部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２３】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置が備える送信データ選択部の動作の手順を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第３の実施形態において、体外装置のモニタに表示される画像の例を示す参考図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図２６】本発明の第３の実施形態による画像撮影装置の他の構成を示すブロック図である。
【図２７】従来の画像撮影表示システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２８】従来の画像送信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２９】従来の画像送信装置の動作を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１５０，３５０，４５０・・・画像撮影装置、２０１・・・撮像素子、２０４，２０７・・・画像圧縮部（データ量削減手段）、２０５，２０８，２０９・・・圧縮条件保持部、２０６，５０１フレーム選択部（フレーム抽出手段）、２１０，５０４・・・メモリコントローラ（出力制御手段）、２１１・・・ストレージ（ストレージ手段）、２１２，４０３，５０５・・・送信データ選択部、２１３・・・送受信部（送信手段）、４００・・・センサ部（情報取得手段）、４０２・・・センサ情報付加部、４０４・・・送信部（送信手段）、５００，７００・・・画像解析部（画像解析手段）、５０２・・・ストレージ情報付加部、５０３・・・画像切り出し部（画像切り出し手段）、５０５・・・送信データ選択部（画像解析手段）、６００・・・画像データ保持部（情報保持手段）、６０１・・・動きベクトル算出部（解析演算手段）、６０２・・・動き検出部（解析演算手段）、６０３・・・動き判定情報保持部（閾値保持手段）、６０４・・・選択情報保持部、８００・・・符号量カウント部、８０１・・・符号量保持部（情報保持手段）、８０２・・・差分値算出部（解析演算手段）、８０３・・・画像変化検出部（解析演算手段）、８０４・・・画像変化判定情報保持部（閾値保持手段）
【図１】
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【図２】
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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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