(57)【要約】【課題】凹凸物の検出結果に応じて、凹凸物の検出精度と撮影する画像の数を制御する画像取得装置を提供する。【解決手段】画像取得装置は、発光部と、撮影部と、白色光と距離画像生成用のパターン光の発光と撮影タイミングを決定し、発光部と撮影部に指示する撮影発光制御部と、撮影された画像がパターン光の発光による画像であれば第１距離画像生成部に送り、白色光の発光による画像であれば第２距離画像生成部に送る映像分離部と、パターン光の発光による画像から距離画像を生成する第１距離画像生成部と、白色光の発光による画像から距離画像を生成する第２距離画像生成部と、その距離画像から凹凸物を検出し、撮影発光制御部がタイミング決定に使用する情報を再設定する異常検出部と、を有する。【選択図】図２
2013013481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光した光で照らした領域を撮影する画像取得装置であって、
白色光と、距離画像生成用のパターン光とを、切り替えて発光する発光部と、
前記発光部が発光した光で照らした領域を撮影する撮影部と、
距離画像を生成する生成方式の精度を示す距離画像生成方式情報と、白色光を発光して撮影するフレームレートを示す撮影フレームレート情報に基づいて、白色光とパターン光の発光タイミングと撮影タイミングを決定し、前記発光部に発光を指示し、前記撮影部に発光期間中の撮影を指示する撮影発光制御部と、
前記撮影部が撮影した画像を受け取り、パターン光の発光による画像と、白色光の発光による画像とを分離する映像分離部と、
前記映像分離部から、パターン光の発光による画像を受け取り、距離画像を生成する第１距離画像生成部と、
前記映像分離部から、白色光の発光による複数の画像を受け取り、距離画像を生成する第２距離画像生成部と、
前記第１距離画像生成部と前記第２距離画像生成部から、距離画像を受け取り、前記距離画像を用いて、凹凸物の検出を行い、検出結果に応じて、前記距離画像生成方式情報と前記撮影フレームレート情報を再設定する異常検出部と、
を備える画像取得装置。
【請求項２】
前記異常検出部は、前記検出結果が、凹凸物を検出した場合、前記距離画像生成方式情報を精度高方式とし、前記撮影フレームレート情報を低フレームレートと設定し、凹凸部を検出していない場合、前記距離画像生成方式情報を精度中方式とし、前記撮影フレームレート情報を高フレームレートと設定することを特徴とする請求項１記載の画像取得装置。
【請求項３】
前記異常検出部は、予め高さの閾値と幅の閾値を保持しており、前記検出した凹凸物の高さと幅とを、前記閾値と比較し、凹凸物の検出結果を決定することを特徴とする請求項２記載の画像取得装置。
【請求項４】
前記撮影発光制御部は、前記距離画像生成方式情報が精度高方式である場合、パターン光の発光による画像を用いて距離画像を生成する第１距離画像生成方法を選択し、前記撮影フレームレート情報に従って白色光とパターン光の発光タイミングを決定し、前記決定したタイミングで、前記発光部にパターン光と白色光の発光を指示することを特徴とする請求項２記載の画像取得装置。
【請求項５】
前記撮影発光制御部は、前記距離画像生成方式情報が精度中方式である場合、白色光の発光による複数の画像を用いて距離画像を生成する第２距離画像生成方法を選択し、前記撮影フレームレート情報に従って白色光の発光タイミングを決定し、前記発光部に白色光の発光を指示することを特徴とする請求項２に記載の画像取得装置。
【請求項６】
前記画像取得装置は、さらに、
前記映像分離部から、白色光の発光による画像を受け取り、前記受け取った画像を出力する出力部を備える、
請求項１〜４記載の画像取得装置。
【請求項７】
発光した光で照らした領域を撮影する画像取得装置であって、
白色光と、距離画像生成用のパターン光とを、切り替えて発光する発光部と、
前記発光部が発光した光で照らした領域を撮影する撮影部と、
距離画像を生成する生成方式の精度を示す距離画像生成方式情報と、白色光を発光して撮影するフレームレートを示す撮影フレームレート情報に基づいて、白色光とパターン光の発光タイミングと撮影タイミングを決定し、前記発光部に発光を指示し、前記撮影部に発光期間中の撮影を指示する撮影発光制御部と、
前記撮影部が撮影した画像を受け取り、パターン光の発光による画像と、白色光の発光による画像とを分離する映像分離部と、
前記映像分離部から、パターン光の発光による画像を受け取り、距離画像を生成する第１距離画像生成部と、
前記映像分離部から、白色光の発光による複数の画像を受け取り、距離画像を生成する第２距離画像生成部と、
前記第１距離画像生成部と前記第２距離画像生成部から、距離画像を受け取り、前記距離画像を用いて、凹凸物の検出を行い、検出結果に応じて、前記距離画像生成方式情報と前記撮影フレームレート情報を再設定する異常検出部と、
前記映像分離部から、白色光の発光による画像を受け取り、前記受け取った画像を出力する出力部と、
を備える集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹凸物を検知と画像撮影を行う画像取得装置において、特に、発光する光の種別と、撮影するカメラの数と、距離画像の生成方法を制御する画像取得装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カプセル内視鏡は、内臓内部の様子を撮影するための装置である。カプセル内視鏡は、数ｃｍ程度の大きさで、その中に、カメラ、照明、撮影した画像を記録または送信する手段を保持している。
【０００３】
カプセル内視鏡の利用方法は、次の通りである。まず、内臓疾患の可能性のある患者は、薬を飲むように口からカプセル内視鏡を飲み込む。飲み込まれたカプセル内視鏡は、内臓内部を決められたタイミングで撮影し、カプセル内視鏡が便と共に排出するまで、撮影を続ける。その後、医師は、カプセル内視鏡によって撮影された画像を見て、診断を行う。
【０００４】
カプセル内視鏡で撮影された画像は、かなりの数に上るため、医師がすべての画像を目視で確認するのは困難である。このため、医師は、予め、別の診断方法によって、疾患がありそうな部位を絞り込んでおく。そして、医師は、その絞り込んだ部位付近の画像のみを、診断することが多い。
【０００５】
医師が診断すべき画像の枚数を減らすことができれば、医師が様々な部位の画像を診断することが現実的になる。加えて、疾患の可能性がある部位の画像が多ければ、医師は、疾患かどうかを確度高く判断することができる。
【０００６】
疾患の可能性が高いものの１つとして、突起物や凹みなどの凹凸物があげられる。これらの画像のみを抽出することが可能となれば、医師が確認すべき画像を大幅に減らすことができる。さらに、様々な角度から撮影した凹凸物の画像を数多く撮影することで、医師は、その凹凸物が疾患かどうかを、確度をあげて判断することができる。
【０００７】
凹凸物の検知は、カプセル内視鏡から内臓までの距離を測定することで可能となる。
【０００８】
距離を測定する方法は、これまで様々な方法が提案されている。その中でも、カメラを用いて距離を測定する手法は、カプセル内視鏡が持つカメラを利用して実現できるため、カプセル内視鏡に導入しやすい。また、カメラを用いて距離を測定する方法は、一般的に入手がしやすい部品を用いて装置を構成できるため、これまでに様々な方法が提案されている。
【０００９】
例えば、距離測定の手法としては、ステレオ法と呼ばれるものがある。ステレオ法は、ステレオカメラで対象物を異なる位置から撮像した複数の画像を用いて画像間の相関を求め、同一物体に対する視差からステレオカメラの取り付け位置や焦点距離等のカメラパラメータを用いて、三角測量の原理で距離を求める。ステレオ法では、距離測定のために撮影した画像を、そのまま診断画像として用いることが可能である。このため、ステレオ法は、距離測定と診断画像取得の両立が可能であり、この点がステレオ法の長所となる。一方、ステレオ法の短所としては、特徴点の抽出が難しい画像では、距離測定の精度が落ちることがあげられる。ステレオ法は、画像の特徴点の抽出・マッチングを行うことで、同一物体に対する視差を求めている。ステレオ法は、特徴点の抽出ができなかった場合には、同一物体の判断ができず視差を求められなくなり、距離測定の精度が落ちる。この結果、凹凸物を見落とすことで、診断の確度が落ちる可能性がある。
【００１０】
別の距離測定の手法としては、パターン光投影法と呼ばれるものがある。パターン光投影法は、条件を整えれば、精度の高い測定が可能である。
【００１１】
しかし、パターン光投影法では診断画像の取得が行えないため、パターン光と通常光の発光を交互に行い、距離画像（距離測定のための画像）と診断画像の取得を交互に行う手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。前記特許文献１の装置で距離測定と診断画像取得を行った場合には、精度の高い距離測定が可能であり、凹凸物の見落としの可能性を低くできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭６０−２６２００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
カプセル内視鏡が、画像撮影と凹凸物の検知を行う機能を備え、更に、画像撮影のフレームレートを変える機能を有している場合がある。フレームレートをあげることで、診断画像を数多く撮影することが可能となる。
【００１４】
しかしながら、前記特許文献１の装置で距離測定と診断画像取得を行った場合、診断画像の撮影とは別に、距離測定のための画像（距離画像）を撮影する必要がある。前記特許文献１の装置では、距離画像を撮影するためのパターン光を発光しているタイミングでは、診断画像を取得することができない。このため、パターン光を発光するタイミングを除いた範囲でしか、診断画像を取得するフレームレートをあげることができないという課題を有していた。
【００１５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、凹凸物の検出結果に応じて、凹凸物の検出精度と撮影する画像の数を制御する画像取得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】
【００１６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の画像取得装置は、発光した光で照らした領域を撮影する画像取得装置であって、白色光と、距離画像生成用のパターン光とを、切り替えて発光する発光部と、前記発光部が発光した光で照らした領域を撮影する撮影部と、距離画像を生成する生成方式の精度を示す距離画像生成方式情報と、白色光を発光して撮影するフレームレートを示す撮影フレームレート情報に基づいて、白色光とパターン光の発光タイミングと撮影タイミングを決定し、前記発光部に発光を指示し、前記撮影部に発光期間中の撮影を指示する撮影発光制御部と、前記撮影部が撮影した画像を受け取り、パターン光の発光による画像と、白色光の発光による画像とを分離する映像分離部と、前記映像分離部から、パターン光の発光による画像を受け取り、距離画像を生成する第１距離画像生成部と、前記映像分離部から、白色光の発光による複数の画像を受け取り、距離画像を生成する第２距離画像生成部と、前記第１距離画像生成部と前記第２距離画像生成部から、距離画像を受け取り、前記距離画像を用いて、凹凸物の検出を行い、検出結果に応じて、前記距離画像生成方式情報と前記撮影フレームレート情報を再設定する異常検出部とを備える。
【００１７】
本構成によって、凹凸物の検出結果に応じて、凹凸物の検出精度と撮影する画像の数を制御することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の画像取得装置によれば、カプセル内視鏡を用いた診断において、疾患の可能性が高い診断部位を精度高く検出し、疾患の可能性が高い診断部位を撮影した画像の数を多く提供することが可能となる。これにより、医師が確認すべき画像の総数を減らす一方、疾患の可能性がある部位の画像の数を増やすことで、医師による、疾患かどうかの判断の確度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における画像取得装置２を備えたカプセル内視鏡１の構成の一例を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における画像取得制御部３０の構成の一例を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における画像取得装置２の動作概要を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における画像取得装置２の動作フローの一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態１における撮影発光制御部３００の動作フローの一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における撮影発光制御部３００が、発光タイミング式、撮影間隔、距離画像生成方式を設定する動作フローの一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態１における撮影発光制御部３００が、カメラにて画像取得を実施する動作フローの一例を示す図
【図８】本発明の実施の形態１における映像分離部３１０の動作フローの一例を示す図
【図９】本発明の実施の形態１における異常検出部３３０の動作フローの一例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１における距離画像の一例を示す図
【図１１】本発明の実施の形態１における異常検出部３３０が、異常検出を行う動作フローの一例を示す図
【図１２】本発明の実施の形態１における異常検出部３３０が、距離画像生成方法と、撮影フレームレートを再設定する動作フローの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における画像取得装置を備えたカプセル内視鏡の構成図である。
【００２２】
図１において、カプセル内視鏡１は、画像取得装置２、通信部６０、バッテリー７０、メモリ８０を備える。
【００２３】
通信部６０は、カプセル内視鏡１の外部の機器と通信を行い、画像取得装置２から出力された画像を送信する。通信部６０は、アンテナを備え、無線ネットワークを介して、外部の機器に画像を送信する。通信部６０は、画像取得装置２から直接画像を受け取るだけでなく、メモリ８０に記憶されている画像を読み出し、送信してもよい。
【００２４】
バッテリー７０は、カプセル内視鏡１の動作に必要な電力をリチウムイオン電池などに保持しており、動作時に各部へ電力を供給する。
【００２５】
メモリ８０は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｎ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）またはＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成され、画像取得装置２が動作するためのワーキングメモリとして利用される。また、メモリ８０は、フラッシュメモリなどの記憶媒体を備えていてもよい。メモリ８０は、例えば、画像取得装置２の画像取得制御部３０に読み込まれて実行されるプログラムを格納している。また、メモリ８０は、例えば、画像取得装置２によって生成される距離画像生成方式情報や撮影フレームレート情報などのデータを、一時的に記憶するための作業領域を有していてもよい。また、メモリ８０は、画像取得装置２から出力された画像を記憶してもよい。
【００２６】
画像取得装置２は、発光部１０、撮影部２０、２１、画像取得制御部３０、出力部４０を備える。
【００２７】
発光部１０は、ＬＥＤなどの発光手段を用いて、撮影部２０、２１で撮影する領域を照らす。発光部１０は、白色光とパターン光とを切り替えて発光することが可能であり、距離を測定する際には、距離画像生成用のパターン光で発光を行う。
【００２８】
撮影部２０、２１は、カメラ装置であり、外部から入力した光信号を電気信号である画像に変換して、画像取得制御部３０に出力する。図１では、撮影部２０の中心と、撮影部２１の中心との距離を、基線長Ｄｃとする。また、図１では、撮影部２０の中心と、発光部１０の中心との距離を、基線長Ｄｐとする。
【００２９】
出力部４０は、画像取得制御部３０が出力した画像、もしくは、距離画像、もしくはその両方を出力する。画像取得制御部３０が出力した画像は、医師が確認すべき診断画像である。また、画像取得制御部３０が出力した画像は、医師が確認すべき診断画像と距離画像である。出力部４０は、通信部６０に画像を出力し、通信部６０は、受け取った画像を、外部の機器に送信する。また、出力部４０は、メモリ８０に画像を出力し、メモリ８０は、受け取った画像を記憶保持する。
【００３０】
画像取得制御部３０は、メモリ８０からプログラムを読み出して、そのプログラムを実行する。画像取得制御部３０は、プログラムの内容に従い、発光部１０、撮影部２０、２１、出力部４０を制御する。
【００３１】
画像取得制御部３０は、発光部１０に対して発光を指示し、撮影部２０、２１に対し、その発光期間中の画像の撮影を指示する。次に、画像取得制御部３０は、撮影部２０、２１から、撮影した画像を受け取り、受け取った画像から、距離画像の生成を行う。画像取得制御部３０は、生成した距離画像を用いて凹凸物の検出を行い、凹凸物の検出結果に応じて、撮影する画像の数を制御する。制御の詳細は、後で説明する。さらに、画像取得制御部３０は、受け取った画像（診断画像）を、出力部４０に出力する。なお、画像取得制御部３０は、生成した距離画像と距離画像の両方を、出力部４０に出力してもよい。
【００３２】
以上により、カプセル内視鏡１を暗い体内に入れても、内臓の中の様子を撮影して、記録・送信することができる。特に、カプセル内視鏡１は、凹凸物の検出結果に応じて、凹凸物の検出精度と撮影する画像の数を制御し、疾患の可能性が高い診断部位を精度高く検出し、疾患の可能性が高い診断部位を撮影した画像の数を多く提供することが可能となる。これにより、医師が確認すべき画像の総数を減らす一方、疾患の可能性がある部位の画像の数を増やすことで、医師による、疾患かどうかの判断の確度を高めることができる。
【００３３】
図２は、本実施の形態における画像取得制御部３０の構成を示すブロック図である。ここでは、画像取得制御部３０を構成する各構成要素について説明を行なう。
【００３４】
画像取得制御部３０は、撮影発光制御部３００、映像分離部３１０、第１距離画像生成部３２０、第２距離画像生成部３２１、異常検出部３３０を備える。
【００３５】
撮影発光制御部３００は、異常検出部３３０から、距離画像生成方式情報と撮影フレームレート情報を受け取り、発光間隔、発光種別、画像の取得を行うカメラの数を決定する。撮影発光制御部３００は、決定した結果に基づいて、発光部１０と、撮影部２０、２１の制御を行う。具体的には、次の制御を行う。撮影発光制御部３００は、発光部１０に対し白色光の発光を指示し、撮影部２０、撮影部２１、もしくはその両方に対し、その発光期間中の画像の撮影を指示する。また、撮影発光制御部３００は、発光部１０に対し、距離画像生成用パターン光の発光を指示し、撮影部２０、もしくは撮影部２１、もしくはその両方に対し、その発光期間中の画像の撮影を指示する。なお、距離画像を生成可能なパターン光とは、空間コード法で用いるＮ種類の格子パターン光、位相シフト法で用いるサインカーブパターン光などである。なお、撮影発光制御部３００は、距離画像生成方式情報と撮影フレームレート情報の初期値を設定して、処理を開始する。距離画像生成方式情報は、距離画像を生成する生成方式の精度を示す情報であり、精度高方式、または、精度中方式が設定される。距離画像生成方式情報の初期値は、精度高方式である。また、撮影フレームレート情報は、白色光を発光して撮影する画像の単位時間あたりの撮影枚数を示す情報であり、フレームレートＦＬ、または、フレームレートＦＨが設定される。撮影フレームレート情報の初期値は、フレームレートＦＬ（例えば、フレームレートＦＬ＝１５ｆｐｓ）である。
【００３６】
映像分離部３１０は、撮影部２０、２１から、撮影した画像を受け取り、受け取った画像が、パターン光の発光による画像か、白色光の発光による画像かを、判断する。映像分離部３１０は、受け取った画像がパターン光の発光による画像である場合、第１距離画像生成部３２０に画像を出力する。映像分離部３１０は、受け取った画像が白色光の発光による画像である場合、第２距離画像生成部３２１と出力部４０に画像を出力する。また、映像分離部３１０は、第１距離画像生成部３２０、または、第２距離画像生成部３２１から、距離画像を受け取ると、その距離画像を、出力部４０に出力する。
【００３７】
第１距離画像生成部３２０は、映像分離部３１０からパターン光の発光による画像を受け取り、距離画像を生成する。第１距離画像生成部３２０は、生成した距離画像を、異常検出部３３０に出力する。第１距離画像生成部３２０は、距離画像の生成方法として、空間コード化法、位相シフト法などを用いる。また、第１距離画像生成部３２０は、生成した距離画像を、映像分離部３１０に出力してもよい。
【００３８】
第２距離画像生成部３２１は、映像分離部３１０から白色光の発光による複数の画像を受け取り、距離画像を生成する。第２距離画像生成部３２１は、生成した距離画像を、異常検出部３３０に出力する。第２距離画像生成部３２１は、距離画像の生成方法として、ステレオマッチング法を用いる。ステレオマッチング法は、撮影部２０、２１で取得された２つの画像から対応点を求めて三角測量の原理で距離を計算する手法である。また、第２距離画像生成部３２１は、生成した距離画像を、映像分離部３１０に出力してもよい。
【００３９】
異常検出部３３０は、第１距離画像生成部３２０と第２距離画像生成部３２１から距離画像を受け取り、受け取った距離画像を用いて、撮影部位の異常検出を行う。異常検出部３３０は、異常検出結果（異常が存在する、または、存在しない）が、前回の異常検出結果と異なる場合、距離情報生成方式情報と、画像取得のフレームレート情報を、再設定し、撮影発光制御部３００に通知する。異常検出部３３０は、異常が存在するかの判断方法として、距離画像から凹凸物の検出を行い、その凹凸物の大きさを取得して判断する。異常検出部３３０は、凹凸物の高さ（深さ）・横幅を距離画像から取得し、それらの値が決められた閾値を超えた場合には異常と判断する。また、距離画像生成方式情報は、精度高方式、または、精度中方式を設定する。また、撮影フレームレート情報は、フレームレートＦＬ、または、フレームレートＦＨを設定する。
【００４０】
以上により、画像取得装置２は、凹凸物の検出結果に応じて、凹凸物の検出精度と撮影する画像の数を制御し、疾患の可能性が高い診断部位を精度高く検出し、疾患の可能性が高い診断部位を撮影した画像の数を多く提供することが可能となる。これにより、医師が確認すべき画像の総数を減らす一方、疾患の可能性がある部位の画像の数を増やすことで、医師による、疾患かどうかの判断の確度を高めることができる。
【００４１】
図３は、画像取得装置２の動作概要を示す図である。
【００４２】
図３（Ａ）は、第１距離画像生成方法を用いる制御を示している。第１距離画像生成方法は、距離画像生成方式情報が精度高方式の場合に用い、パターン光の発光による撮影を行うことで、凹凸物の検出を精度高く行うことができる。
【００４３】
図３（Ｂ）は、第２距離画像生成方法を用いる制御を示している。第２距離画像生成方法は、距離画像生成方式情報が精度中方式の場合に用い、パターン光の発光による撮影を行わないため、第１距離画像生成方法よりも、白色光の発光による撮影のフレームレートをあげることが可能となる。この結果、診断画像として用いることができる画像をより多く撮影することができる。
【００４４】
画像取得装置２は、最初に、図３（Ａ）で示した第１距離画像生成方法を用いる制御を行う。画像取得装置２は、発光部１０にて、白色光とパターン光の発光を交互に行う。画像取得装置２は、この発光に合わせて、撮影部２０を用いて、白色光の発光による撮影と、パターン光の発光による撮影を交互に行う。その後、画像取得装置２は、パターン光の発光によって撮影された画像を用いて、第１距離画像生成方法により、精度が高い距離画像を生成する。画像取得装置２は、白色光の発光による撮影画像を、診断画像として出力する。
【００４５】
ここで、画像取得装置２は、距離画像が生成される度に、距離画像を用いて、撮影部位の異常検出を行う。画像取得装置２は、異常があると判断した場合には、図３（Ｂ）で示した第２距離画像生成方法を用いる制御に遷移する。
【００４６】
画像取得装置２は、遷移した後、図３（Ｂ）で示した第２距離画像生成方法を用いる制御を行う。画像取得装置２は、発光部１０にて、白色光のみの発光を行う。画像取得装置２は、この発光に合わせて、撮影部２０と撮影部２１の２つを用いて、同時に２枚の画像の撮影を行う。その後、画像取得装置２は、白色光の発光によって同時に撮影された２枚の画像を用いて、第２距離画像生成方法により、距離画像を生成する。画像取得装置２は、白色光の発光による撮影画像を、診断画像として出力する。
【００４７】
ここで、画像取得装置２は、距離画像が生成される度に、距離画像を用いて、撮影部位の異常検出を行う。画像取得装置２は、異常がないと判断した場合には、図３（Ａ）で示した第１距離画像生成方法を用いる制御に遷移する。
【００４８】
これら一連の動作により、画像取得装置２は、異常の検出されない場合には、精度高い距離画像を生成することで異常検知の精度を高め、異常が検出された場合には診断画像を多く撮影して診断の確度を高めることが可能となる。
【００４９】
図４は、画像取得装置２の動作の一例を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、画像取得装置２の撮影発光制御部３００は、距離画像生成方式情報と撮影フレームレート情報の初期値を設定する。具体的には、距離画像生成方式情報は、精度高方式、撮影フレームレート情報は、フレームレートＦＬ（例えば、フレームレートＦＬ＝１５ｆｐｓ）を設定する（ステップＳ４００１）。
【００５１】
次に、撮影発光制御部３００は、設定されている距離画像生成方式情報と撮影フレームレート情報に従って、発光部１０に対して発光を指示し、撮影部２０、撮影部２１、または、その両方に対し、その発光期間中の画像の撮影を指示する。発光部１０は、指示に従って、発光する。撮影部２０、撮影部２１は、指示に従って、画像を撮影し、その撮影した画像を、映像分離部３１０に出力する（ステップＳ４００２）。距離画像生成方式情報が精度高方式の場合は、第１距離画像生成方法を用い、白色光とパターン光の発光を交互に行い、白色光の発光による画像とパターン光の発光による画像を、撮影部２０のみで交互に取得する（図３（Ａ）参照）。距離画像生成方式情報が精度中方式の場合は、第２距離画像生成方法を用い、白色光のみ発光を行い、撮影部２０と撮影部２１の２つを用いて、同時に２枚の画像を取得する（図３（Ｂ）参照）。
【００５２】
映像分離部３１０は、撮影部２０、２１から受け取った画像が、パターン光の発光による画像か、白色光の発光による画像かを、判断し、パターン光の発光による画像と白色光の発光による画像とを分離する（ステップＳ４００３）。
【００５３】
映像分離部３１０は、パターン光の発光による画像の場合、第１距離画像生成部３２０に画像を出力する。第１距離画像生成部３２０は、映像分離部３１０から受け取ったパターン光の発光による画像から、距離画像を生成し、生成した距離画像を、異常検出部３３０に出力する（Ｓ４００４）。
【００５４】
一方、映像分離部３１０は、白色光の発光による画像の場合、第２距離画像生成部３２１と出力部４０に画像を出力する。第２距離画像生成部は、映像分離部３１０から受け取った白色光の発光による複数の画像を用いて距離画像を生成し、生成した距離画像を、異常検出部３３０に出力する（ステップＳ４００５）。出力部４０は、映像分離部３１０から受け取った白色光の発光による画像を、医師が確認すべき診断画像として出力する（ステップＳ４００６）。
【００５５】
異常検出部３３０は、第１距離画像生成部３２０、または、第２距離画像生成部３２１から距離画像を受け取り、受け取った距離画像を用いて、撮影部位の異常検出を行う。異常検出部３３０は、異常検出結果に基づいて、距離画像生成方式情報と撮影フレームレート情報を再設定する（ステップＳ４００７）。距離画像生成方式情報と撮影フレームレート情報の設定により、図３（Ａ）から図３（Ｂ）への遷移、もしくは、その逆の遷移が発生する。
【００５６】
これ以降は、新たに設定された距離画像生成方法と撮影フレームレートに従って、ステップＳ４００３からＳ４００７を繰り返す。
【００５７】
図５は、撮影発光制御部３００の動作の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、図４のステップＳ４００２における、撮影発光制御部３００の動作詳細である。
【００５８】
まず、撮影発光制御部３００は、距離画像生成方式情報に変更があったかを確認する（ステップＳ５００１）。
【００５９】
距離画像生成方式情報が変更されていた場合、撮影発光制御部３００は、現在の距離画像生成方式情報に応じて、発光タイミング式、撮影間隔、距離画像生成方法を設定する（ステップＳ５００２）。距離画像生成方式情報が変更されていない場合、既に、発光タイミング式、撮影間隔、距離画像生成方法が設定されているので、ステップＳ５００２の処理は不要である。
【００６０】
撮影発光制御部３００は、設定されている撮影間隔を用いて、次の撮影時間に到達したかの判断を行う（ステップＳ５００３）。
【００６１】
撮影発光制御部３００は、次の撮影時間に到達していない場合には、撮影時間に到達するまで待ち、次の撮影時間に到達した場合には、画像番号に１を加算する（ステップＳ５００４）。
【００６２】
次に、撮影発光制御部３００は、設定されている距離画像生成方法を確認する（ステップＳ５００５）。
【００６３】
第１距離画像生成方法の場合、撮影発光制御部３００が、発光部１０に対して発光を指示し、撮影部２１に対して撮影を指示することで、パターン光、もしくは、白色光を発光し、１つのカメラにて画像取得を実施する（ステップＳ５００６）。
【００６４】
一方、第２距離画像生成方法の場合、撮影発光制御部３００が、発光部１０に対して発光を指示し、撮影部２０と撮影部２１に対して撮影を指示することで、白色光を発光し、２つのカメラにて画像取得を実施する。
【００６５】
図６は、撮影発光制御部３００が、発光タイミング式、撮影間隔、距離画像生成方式を設定する動作の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、図５のステップＳ５００２における、撮影発光制御部３００の動作詳細を示す。
【００６６】
まず、撮影発光制御部３００は、現在の距離画像生成方式情報を確認する（ステップＳ６００１）。
【００６７】
距離画像生成方式情報が精度高方式の場合、撮影発光制御部３００は、実フレームレートとしてカメラの最大フレームレートを設定する（ステップＳ６００２）。実フレームレートとは、白色光の発光による撮影とパターン光の発光による撮影の、両方の撮影を行うために必要とされるフレームレートである。
【００６８】
撮影発光制御部３００は、精度高方式での、発光タイミング式を設定する（ステップＳ６００３）。発光タイミング式は、発光パターンがパターン光か白色光かを決定するものである。ここでは、カメラの最大フレームレートのうち、撮影フレームレート情報分の画像番号の時は白色光の発光を行い、それ以外の画像番号の場合には、パターン光を発光する式を設定する。具体的な発光タイミング式は、画像番号が（カメラの最大フレームレート／撮影フレームレート）の倍数の時、白色光発光とし、それ以外の場合はパターン光発光を示す式となる。
【００６９】
撮影発光制御部３００は、距離画像生成方法として、第１距離画像生成方法を設定する（ステップＳ６００４）。
【００７０】
一方、距離画像生成方式情報が精度中方式の場合、撮影発光制御部３００は、実フレームレートとして撮影フレームレート情報を設定する（ステップＳ６００５）。
【００７１】
撮影発光制御部３００は、精度中方式での、発光タイミング式を設定する（ステップＳ６００４）。精度中方式ではスレテオ法を用いて距離画像生成を行うため、パターン光の発光は必要なく、すべて白色光の発光でよい。ここでは、すべての画像番号の時に白色光の発光を行う式を設定する（ステップＳ６００７）。
【００７２】
撮影発光制御部３００は、距離画像生成方法として、第２距離画像生成方法を設定する（ステップＳ６００８）。
【００７３】
最後に、撮影発光制御部３００は、撮影間隔として、（１／実フレームレート）を設定して、処理を終了する（ステップＳ６００９）。
【００７４】
図７（Ａ）は、撮影発光制御部３００が、発光部１０に対して発光を指示し、撮影部２１に対して撮影を指示することで、パターン光、もしくは、白色光を発光し、１つのカメラにて画像取得する動作の一例を示すフローチャートある。なお、このフローチャートは、図５のステップＳ５００６における、撮影発光制御部３００の動作詳細を示す。
【００７５】
まず、撮影発光制御部３００は、発光タイミング式に画像番号を代入して、発光種別（パターン光、もしくは、白色光）を決定する（ステップＳ７００１）。
【００７６】
発光種別がパターン光の場合、撮影発光制御部３００は、発光部１０に対し、パターン光の発光を指示する（ステップＳ７００２）。一方、発光種別が白色光の場合、撮影発光制御部３００は、発光部１０に対し、白色光の発光を指示する（ステップＳ７００３）。
【００７７】
次に、撮影発光制御部３００は、撮影部２０に対し、撮影を指示する（ステップＳ７００４）。
【００７８】
最後に、撮影発光制御部３００は、発光部１０に対し、発光停止を指示し、処理を終了する（ステップＳ７００５）。
【００７９】
以上により、発行タイミング式に従って、発光部１０が、白色光、または、パターン光を発光し、その発光期間中に、撮影部２０は、撮影を行い、画像を取得する。
【００８０】
図７（Ｂ）は、撮影発光制御部３００が、発光部１０に対して発光を指示し、撮影部２０と撮影部２１に対して撮影を指示することで、白色光を発光し、２つのカメラにて画像取得する動作の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、図５のステップＳ５００７における、撮影発光制御部３００の動作を示す。
【００８１】
まず、撮影発光制御部３００は、発光部１０に対し、発光部１０に対し、白色光の発光を指示する（ステップＳ７１０１）。
【００８２】
次に、撮影発光制御部３００は、撮影部２０、２１に対し、撮影を指示する（ステップＳ７１０２）。
【００８３】
最後に、撮影発光制御部３００は、発光部１０に対し、発光停止を指示し、処理を終了する（ステップＳ７１０３）。
【００８４】
以上により、発光部１０が、白色光を発光し、その発光期間中に、撮影部２０と撮影部２１は、同時に撮影を行い、２枚の画像を取得する。
【００８５】
なお、撮影発光制御部３００が、図６のステップＳ６００７で設定した発光タイミング式に画像番号を代入して、発光種別を決定するステップを、図７（Ｂ）の最初に追加してもよい。ただし、常に白色光と決定するため、ステップＳ７１０１移行は、同様の処理となる。
【００８６】
図８は、映像分離部３１０の動作の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、図４のステップＳ４００３における、映像分離部３１０の動作詳細を示す。
【００８７】
まず、映像分離部３１０は、撮影発光制御部３００から、発光タイミング式を受け取る（ステップＳ８００１）。
【００８８】
次に、映像分離部３１０は、撮影部２０、撮影部２１から、画像と画像番号を受け取る（ステップＳ８００２）。距離画像生成方法が第２距離画像生成方法の場合、映像分離部３１０は、撮影部２０と撮影部２１の両方から同時に画像を受け取る。距離画像生成方法が第１距離画像生成方法の場合、映像分離部３１０は、撮影部２０または撮影部２１の一方からのみ画像を受け取る。
【００８９】
映像分離部３１０は、受け取った画像が、パターン光の発光による画像、白色光の発光による画像かを、判断する（ステップＳ８００３）。Ｓ８００１で受け取った発光タイミング式に、Ｓ８００２で受け取った画像番号を当てはめ、パターン光の発光による画像と、白色光の発光による画像とを、判断することができる。
【００９０】
パターン光の発光による画像と判断した場合、映像分離部３１０は、第１距離画像生成部３２０に、その画像を出力する（ステップＳ８００４）。
【００９１】
白色光の発光による画像と判断した場合、映像分離部３１０は、第２距離画像生成部３２１と出力部４０に、画像を出力する（ステップＳ８００５）。
【００９２】
図９は、異常検出部３３０の動作の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、図４のステップＳ４００７における、異常検出部３３０の動作詳細を示す。
【００９３】
まず、異常検出部３３０は、第１距離画像生成部３２０、または、第２距離画像生成部３２１から、距離画像を受け取る（ステップＳ９００１）。第１距離画像生成方法を用いている場合、異常検出部３３０は、第１距離画像生成部３２０から、距離画像を受け取る。また、第２距離画像生成方法を用いている場合、異常検出部３３０は、第２距離画像生成部３２１から、距離画像を受け取る。
【００９４】
次に、異常検出部３３０は、受け取った距離画像を用いて、撮影部位の異常検出を行う（ステップＳ９００２）。異常検出部３３０は、異常検出結果として、異常が存在するか存在しないかを得る。
【００９５】
異常検出部３３０は、異常検出結果（異常が存在する、または、存在しない）と、保持していた前回の異常検出結果の比較を行う（ステップＳ９００３）。前回の異常検出結果と同じである場合、異常検出部３３０は、処理を終了する。一方、前回の異常検出結果と異なる場合、異常検出部３３０は、ステップＳ９００４に遷移する。
【００９６】
異常検出部３３０は、異常検出結果に基づいて、距離画像生成方式情報と、撮影フレームレート情報を、再設定し（ステップＳ９００４）、撮影発光制御部３００に通知する（ステップＳ９００５）。
【００９７】
最後に、異常検出部３３０は、異常検出結果を、前回の異常検出結果として保持して終了する（ステップＳ９００６）。
【００９８】
図１０（Ａ）は、第１距離画像生成部３２０、または、第２距離画像生成部３２１が生成する距離画像の一例である。［ａ］［ｂ］［ｃ］［ｄ］は、それぞれ距離画像から突起物と判断される箇所を示す。また、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の一部を拡大したものである。
【００９９】
図１０に示した距離画像は、グレースケールの画像として表され、それぞれの画素の値がカメラからの距離を表す。グレースケールの画像は、黒に近い値ほど、カメラから遠くの距離にあることを示し、白に近いほどカメラから近くの距離にあることを示す。図１０では、３段階の値を持つグレースケールで示している。距離画像値Ｐ１は、最もカメラから遠い距離にあることを示し、距離画像値Ｐ３は、カメラから最も近い位置にあることを示す。距離画像値Ｐ２は、距離画像値Ｐ１より近く、距離画像値Ｐ３より通遠い、この二つの値の中間位置にあることを示す。
【０１００】
図１０（Ｂ）は、突起物を表しており、図中の突起物は、（距離画像値Ｐ３−距離画像値Ｐ１）に相当する高さを持ち、幅ｘ（ｄｏｔ）に相当する幅を持つ。
【０１０１】
図１１は、異常検出部３３０が、異常検出を行なう動作の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、図９のステップＳ９００２における、異常検出部３３０の動作詳細を示す。
【０１０２】
まず、異常検出部３３０は、距離画像から凹凸物が含まれる領域を抽出する（ステップＳ１１００１）。図１０（Ａ）では、異常検出部３３０は、［ａ］［ｂ］［ｃ］［ｄ］の４つの領域を抽出する。
【０１０３】
異常検出部３３０は、ステップＳ１１００１で抽出した凹凸物が含まれる領域の、凹凸物の高さ（深さ）Ｈを取得する（ステップＳ１１００２）。凹凸物の高さＨは、高さＨ＝距離情報値一辺りの距離［ｍ］＊（突起物の頂点の距離画像値−突起物の底面の距離画像値）となる。図１０（Ｂ）に示す突起物では、高さＨ＝距離画像情報値一辺りの距離［ｍ］＊（距離画像値Ｐ３−距離画像値Ｐ１）となる。
【０１０４】
異常検出部３３０は、抽出した凹凸物が含まれる領域の、凹凸物の幅Ｗを取得する（ステップＳ１１００３）。凹凸物の幅Ｗは、幅Ｗ＝(距離画像上での突起物の幅［ｄｏｔ］／突起物の底面の距離画像値)  *  基線長Ｄ［ｍ］となる。なお、基線長Ｄは、第１距離画像生成部３２０からの距離画像を用いて計算する場合には、基線長Ｄｐを用い、第２距離画像生成部３２１からの距離画像を用いて計算する場合には、基線長Ｄｃを用いる。図１０（Ｂ）に示す突起物では、幅Ｗ＝（幅ｘ／距離画像値Ｐ１）となる。
【０１０５】
異常検出部３３０は、取得した高さＨと幅Ｗと、予め設定された閾値（高さの閾値と幅の閾値）とを比較する（ステップＳ１１００４）。具体的には、高さＷ＞＝規定の高さ（高さの閾値）、幅Ｗ＞＝規定の幅（幅の閾値）、の２つの比較を行い、この条件を満たすか否を判断する。
【０１０６】
ステップ１１００４の比較の結果、取得した高さＨと幅Ｗの両方が、閾値より大きい場合、異常検出部３３０は、異常を検出したと判定する（ステップＳ１１００５）。一方、取得した高さＨと幅Ｗの両方が、閾値より小さい場合、異常を検出しなかったと判定する(ステップＳ１１００６)。具体的には、ステップＳ１１００４の処理として記載した条件を満たす場合、異常検出と判定し、条件を満たさない場合、異常検出なしと判定する。
【０１０７】
なお、ステップＳ１１００４の処理は、高さＷ＞規定の高さ、幅Ｗ＞規定の幅、の２つの比較を条件としてもよい。
【０１０８】
図１２は、異常検出部３３０が、距離画像生成方式情報と撮影フレームレート情報を再設定する動作の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、図９のステップＳ９００４における、異常検出部３３０の動作詳細を示す。
【０１０９】
まず、異常検出部３３０は、異常検出結果を確認する（ステップＳ１２００１）。
【０１１０】
異常検出結果が異常ありの場合、異常検出部３３０は、距離画像生成方式情報に精度中方式を設定する（ステップＳ１２００２）。次に、異常検出部３３０は、撮影フレームレート情報にフレームレートＦＨ（例えば、フレームレートＦＨ＝６０ｆｐｓ）を設定し（ステップＳ１２００３）、処理を終了する。
【０１１１】
異常検出結果が異常なしの場合、異常検出部３３０は、距離画像生成方式情報に精度高方式を設定する（ステップＳ１２００４）。次に、異常検出部３３０は、撮影フレームレート情報にフレームレートＦＬ（例えば、フレームレートＦＬ＝１５ｆｐｓ）を設定し（ステップＳ１２００５）、処理を終了する。
【０１１２】
以上により、画像取得装置２は、凹凸物の検出結果に応じて、凹凸物の検出精度と撮影する画像の数を制御し、疾患の可能性が高い診断部位を精度高く検出し、疾患の可能性が高い診断部位を撮影した画像の数を多く提供することが可能となる。これにより、医師が確認すべき画像の総数を減らす一方、疾患の可能性がある部位の画像の数を増やすことで、医師による、疾患かどうかの判断の確度を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明にかかる画像取得装置は、凹凸物の検出結果に応じて、凹凸物の検出精度と撮影する画像の数を制御する機能を有し、カプセル内視鏡や医療用内視鏡などとして有用である。また、工業用内視鏡などの用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１    カプセル内視鏡
２    画像取得装置
１０    発光部
２０，２１    撮影部
３０    画像取得制御部
４０    出力部
６０    通信部
７０    バッテリー
８０    メモリ
３００    撮影発光制御部
３１０    映像分離部
３２０    第１距離画像生成部
３２１    第２距離画像生成部
３３０    異常検出部
【図１】
2013013481.tif 000003
【図２】
2013013481.tif 000004
【図３】
2013013481.tif 000005
【図４】
2013013481.tif 000006
【図５】
2013013481.tif 000007
【図６】
2013013481.tif 000008
【図７】
2013013481.tif 000009
【図８】
2013013481.tif 000010
【図９】
2013013481.tif 000011
【図１０】
2013013481.tif 000012
【図１１】
2013013481.tif 000013
【図１２】
2013013481.tif 000014