(57)【要約】【課題】カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるか否かを検知し、カプセル内視鏡による画像の撮像方向を容易に判断することができる、撮像方向判別装置、撮像方向判別方法、撮像方向判別プログラム、及び撮像方向判別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。【解決手段】本発明に係る撮像方向判別装置２５０は、生体内を撮像するカプセル内視鏡１０１の撮像方向を判別するために用いられ、カプセル内視鏡１０１から時系列に受信される、カプセル内視鏡１０１が撮像した画像の動きベクトルを計算する動きベクトル計算装置２２３と、動きベクトル計算装置２２３によって計算された動きベクトルを基に、カプセル内視鏡１０１の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する撮像方向検知装置２２４と、を備える。【選択図】図１
2009089910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内を撮像するカプセル内視鏡の撮像方向を判別するための撮像方向判別装置であって、
前記カプセル内視鏡から時系列に受信される、該カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する動きベクトル計算装置と、
該動きベクトル計算装置によって計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する撮像方向検知装置と、を備えることを特徴とする撮像方向判別装置。
【請求項２】
前記動きベクトル計算装置は、受信した画像を一定のブロックに分割し、該ブロックに対しブロックマッチング法により動きベクトルを計算することを特徴とする請求項１に記載の撮像方向判別装置。
【請求項３】
前記撮像方向検知装置は、前記動きベクトル計算装置により計算された画像中の各ブロックの動きベクトルを基に、画像端部に向かう動きベクトルの本数が画像中心に向かう動きベクトルの本数よりも多い場合に、前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であると検知し、画像中心に向かう動きベクトルの本数が画像端部に向かう動きベクトルの本数よりも多い場合に、前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが反対であると検知することを特徴とする請求項１に記載の撮像方向判別装置。
【請求項４】
前記撮像方向検知装置は、前記動きベクトル計算装置により計算された画像中の各ブロックの動きベクトルと画像中心から該動きベクトルの始点を結ぶ位置ベクトルとのなす角が、鋭角となる本数が鈍角となる本数よりも多い場合に、前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であると検知し、鈍角となる本数が鋭角となる本数よりも多い場合に、前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが反対であると検知することを特徴とする請求項１に記載の撮像方向判別装置。
【請求項５】
前記撮像方向検知装置は、前記動きベクトル計算装置により計算された画像中の各ブロックの動きベクトルと画像中心から該動きベクトルの始点を結ぶ位置ベクトルとのなす角の余弦を演算し、余弦の和が、正であれば前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であると検知し、負であれば前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが反対であると検知することを特徴とする請求項１に記載の撮像方向判別装置。
【請求項６】
前記撮像方向検知装置は、前記動きベクトル計算装置により計算された画像中の各ブロックの動きベクトルと画像中心から該動きベクトルの始点を結ぶ位置ベクトルとの内積を演算し、内積の和が、正であれば前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であると検知し、負であれば前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが反対であると検知することを特徴とする請求項１に記載の撮像方向判別装置。
【請求項７】
前記カプセル内視鏡は、生体内部を撮像する少なくとも一つの撮像装置と、該撮像装置により撮像された画像を表わす画像データを前記撮像方向判別装置に送信する無線送信装置と、を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像方向判別装置。
【請求項８】
前記撮像装置は、前記カプセル内視鏡の長軸方向を撮像方向とすることを特徴する請求項７に記載の撮像方向判別装置。
【請求項９】
前記撮像方向検知装置による検知結果を表示する表示装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像方向判別装置。
【請求項１０】
前記表示装置は、前記カプセル内視鏡が撮像した画像をさらに表示することを特徴とする請求項９に記載の撮像方向判別装置。
【請求項１１】
前記表示装置は、前記撮像方向検知装置が、前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であると判断した場合に、該カプセル内視鏡が撮像した画像をそのまま表示し、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが反対であると判断した場合に、該カプセル内視鏡が撮像した画像を鏡像処理して表示することを特徴とする請求項９に記載の撮像方向判別装置。
【請求項１２】
生体内を撮像するカプセル内視鏡の撮像方向を判別するための撮像方向判別方法であって、
前記カプセル内視鏡から時系列に受信される、該カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する工程と、
前記計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する工程と、を備えることを特徴とする撮像方向判別方法。
【請求項１３】
生体内を撮像するカプセル内視鏡の撮像方向を判別させるための撮像方向判別プログラムであって、
コンピュータに、前記カプセル内視鏡から時系列に受信される、該カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する手順と、
前記計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する手順と、を実行させるための撮像方向判別プログラム。
【請求項１４】
生体内を撮像するカプセル内視鏡の撮像方向を判別させるための撮像方向判別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
コンピュータに、前記カプセル内視鏡から時系列に受信される、該カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する手順と、
前記計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する手順と、を実行させるための撮像方向判別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内部の撮像対象の画像を取得し、表示するのに好適な撮像方向判別装置、撮像方向判別方法、撮像方向判別プログラム、及び撮像方向判別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年内視鏡の分野において、飲込み型のカプセル内視鏡を利用した診断装置が提案され、実用化されている。カプセル内視鏡は、観察（検査）のために被験者の口から飲込まれた後、自然排出するまでの間、生体内、例えば胃、小腸等の臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、移動に伴い生体内画像の撮像を行う機能を有する。このようなカプセル内視鏡として、イスラエルのギブンイメージング社のＰｉｌｌｃａｍ・ＳＢ（登録商標）がある。
【０００３】
診断装置は、生体内に飲み込まれるカプセル内視鏡、及び体外に配置される画像処理装置によって構成されている。
【０００４】
カプセル内視鏡は、ＣＣＤ・ＣＭＯＳセンサなどの撮像装置と、ＬＥＤ等の照明装置と、無線送信装置と、送信アンテナと、各装置に電力を供給する電池等の電源装置と、を有する。撮像装置による撮像は２枚／秒もしくは１５枚／秒などのスピードにより行われ、撮像装置は動画像を撮像する。撮像装置により撮像された画像データは無線送信装置により変調され、送信アンテナから無線により体外へ送られる。撮像および無線送信は、電池残量がある間、一般的に８〜１０時間程度連続して行われる。
【０００５】
図１４は一般的なカプセル内視鏡の外形図である。カプセル内視鏡１０１は、中央が円筒形、両端が半球状となっており、細長い形状を有している。図１５は、図１４の円筒形の先端部の断面図（ａ−ａ’断面）である。断面中心部に撮像装置２０１が、撮像装置２０１の周辺に複数の照明装置２０２が配置されている。カプセル内視鏡１０１の撮像装置２０１、及び生体内に光を照射する照明装置２０２は以上のように配置されているため、カプセル内視鏡１０１の進行方向前方、もしくは後方を撮像することができる。なお、カプセル内視鏡１０１は、長軸方向のもう一方の端部にも撮像装置２０１と照明装置２０２を配置し、カプセル内視鏡１０１の進行方向、及び後方を同時に撮像することも可能である。
【０００６】
そして、生体外には、図示しないが、受信アンテナ、無線受信装置、表示装置を有する画像処理装置がある。画像処理装置は、受信アンテナがカプセル内視鏡１０１の内部の送信アンテナから送信された電波を受信し、無線受信装置において受信データを復調し、復調された画像データを表示装置に表示する役割を有する。
【０００７】
カプセル内視鏡により撮像された動画像を表示する従来の装置として、特許文献１、２に示す方法が知られている。
【０００８】
特許文献１は、生体内の複数の動画像を表示する装置であって、生体内の画像ストリームを効果的に表示するための方法およびシステムを開示している。より具体的に説明すると以下の通りである。画像ストリームから１つまたはいくつかの画像が欠如していることがあり得る。これは、例えばカプセルの角度、或いは動きによりある瞬間に作動していないおそれがあるか、または撮像器の誤作動に起因する。加えて、誤動作は、たとえば記録装置が画像の記録を行えないこと、または不明瞭な画像がデータの選別および選択中に除外されることに起因する。画像の欠損により、ある時間量にわたって記録による裏付けが得られない空きが生じるおそれがあり、結果的に得られる画像ストリームは、整合性、或いは一貫性のないものになる。そこで、特許文献１は、好ましくは２つ以上の撮像機を含むカプセルを用い、カプセル内部の撮像装置が画像ストリームを作成し、生体外のワークステーションが各撮像機から画像を受取り、画像ストリームとしてこれらの画像を表示する。各画像ストリームは、複数の画像ウインドウを含み得るモニタ上に、各画像ストリームにつき１ウィンドウの割合で実質的に同時に画像を表示する。それにより、異なる撮像機からの画像ストリームを実質的に同時に観察することができるシステムを開示している。
【０００９】
特許文献２は、カプセル内視鏡等の被検体内導入装置によって時系列に撮像・取得された画像を動画として上映する際に、動画の進行方向を供覧者に判りやすくすることができる画像表示装置を提供している。より具体的に説明すると以下の通りである。ディスプレイ画面上での診断に際しては、膨大な枚数の画像を扱うため、多数枚の画像を時系列的に連続する動画として上映するようにしている。この場合、動画の上映方法として、操作者によるスクローリングホイール等のポインティングデバイス操作によって、時系列的に前進方向となる上映と、逆に、時系列的に後退方向となる上映とが設定自在とされている。これにより、体腔内を口腔側から肛門側に向かう順に動画を観察することもでき、逆に、再度注視したい部分などを肛門側から口腔側に戻る形で動画を観察することもできる。しかし、操作者は、動画上映に関して自分が操作しているため、動画の時系列的な上映方向が前進方向であるか後退方向であるかは当然理解できるが、ディスプレイ画面を見ているだけの供覧者は、上映中の動画の上映方向が前進方向であるのか後退方向であるのかを理解できない場合もあり、不便であった。そこで、特許文献２は、動画の上映方法に係る設定状態を表示部上に動画と同時に表示させるようにし、供覧者は、動画と同時に表示されている上映方法の設定状態を見ることによりその設定状態を容易に確認することができるようになった。例えば、パラメータを動画の時系列的な上映方向を規定するパラメータとする場合、上映方向の設定状態を見ることによって、供覧者は、動画が前進しているのか後退しているのかを容易に確認することが可能な被検体内導入装置を開示している。
【００１０】
以上のように、特許文献１は複数の動画像を表示する装置であり、特許文献２は、動画像が時系列的に順送りに表示されているか、後戻りに表示されているかの設定状態を動画像とあわせてディスプレイ画面に表示する装置である。
【特許文献１】特開２００６−１４２０１７（平成１８年６月８日（２００６．６．８）公開）
【特許文献２】特開２００６−２９６８８２（平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の構成では、カプセル内視鏡が生体内の消化管、例えば腸において動作している場合などにおいて、カプセル内視鏡がどの方向を向いているのか分からないという問題があった。図１６を用いて、以下説明する。
【００１２】
図１６は、カプセル内視鏡１０１の進行方向と撮像装置２０１の撮像方向の関係について示す図である。図１６（ａ）は、カプセル内視鏡１０１の進行方向と撮像装置の撮像方向とが同一となる状態（状態３０１）を、図１６（ｂ）は、カプセル内視鏡１０１の進行方向と撮像装置の撮像方向が反対となる状態（状態３０２）を示す。状態３０１と状態３０２では、撮像された動画像中のある１フレーム（静止画像）は鏡像の関係（上下・左右が対称となった状態）となり、撮像画像内に存在する物体、例えば、血管、ポリープ、びらん等の撮像画像中での互いの位置関係が変化する。
【００１３】
医師など画像の観察者は、カプセル内視鏡１０１の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるか否かを認識した上で画像を見る必要があり、これが負担となっていた。特に、動画像中のある１フレームを静止画像として取り出して観察する場合、単一の静止画像からカプセル内視鏡１０１の進行方向と画像の撮像方向とが同一か否かを認識するのが難しく、カプセル内視鏡による画像の撮像方向を判断するのが困難であった。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるか否かを検知し、カプセル内視鏡による画像の撮像方向を容易に判断することができる、撮像方向判別装置、撮像方向判別方法、撮像方向判別プログラム、及び撮像方向判別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る撮像方向判別装置は、前記課題を解決するために、生体内を撮像するカプセル内視鏡の撮像方向を判別するための撮像方向判別装置であって、前記カプセル内視鏡から時系列に受信される、該カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する動きベクトル計算装置と、該動きベクトル計算装置によって計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する撮像方向検知装置と、を備えることを特徴としている。
【００１６】
前記の構成によれば、動きベクトル計算装置が撮像画像中の物体の動作方向を計算し、撮像方向検知装置がカプセル内視鏡の進行方向と撮像装置の撮像方向とが同一であるか、反対であるかを検知する。このように、撮像方向判別装置によってカプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるか、反対であるかを検知することができるため、画像観察者は、カプセル内視鏡による画像の撮像方向を容易に認識することができる。
【００１７】
本発明に係る撮像方向判別装置では、前記動きベクトル計算装置は、受信した画像を一定のブロックに分割し、該ブロックに対しブロックマッチング法により動きベクトルを計算することが好ましい。
【００１８】
前記の構成によれば、動きベクトル計算装置は、画像中のブロックごとに動きベクトルを計算することができる。
【００１９】
本発明に係る撮像方向判別装置では、前記撮像方向検知装置は、前記動きベクトル計算装置により計算された画像中の各ブロックの動きベクトルを基に、画像端部に向かう動きベクトルの本数が画像中心に向かう動きベクトルの本数よりも多い場合に、前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であると検知し、画像中心に向かう動きベクトルの本数が画像端部に向かう動きベクトルの本数よりも多い場合に、前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが反対であると検知することが好ましい。
【００２０】
前記の構成によれば、画像端部に向かう動きベクトルの本数、及び画像中心に向かう動きベクトルの本数を比較することにより、撮像方向検知装置は、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向の関係を正しく検知することができる。
【００２１】
本発明に係る撮像方向判別装置では、前記動きベクトル計算装置により計算された画像中の各ブロックの動きベクトルと画像中心から該動きベクトルの始点を結ぶ位置ベクトルとのなす角が、鋭角となる本数が鈍角となる本数よりも多い場合に、前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であると検知し、鈍角となる本数が鋭角となる本数よりも多い場合に、前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが反対であると検知することが好ましい。
【００２２】
前記の構成によれば、位置ベクトルとのなす角が鋭角となる動きベクトルの本数が、位置ベクトルとのなす角が鈍角となる動きベクトルの本数より多いと、撮像画像中の物体は総じて画像端に向かっていると判断できる。逆に、位置ベクトルとのなす角が鈍角となる動きベクトルの本数が、位置ベクトルとのなす角が鋭角となる動きベクトルの本数より多いと、撮像画像中の物体は総じて画像中心に向かっていると判断できる。このように、動きベクトルと位置ベクトルとのなす角から撮像画像中の物体の移動方向を判別することができ、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向の関係を正しく検知することができる。
【００２３】
本発明に係る撮像方向判別装置では、前記動きベクトル計算装置により計算された画像中の各ブロックの動きベクトルと画像中心から該動きベクトルの始点を結ぶ位置ベクトルとのなす角の余弦を演算し、余弦の和が、正であれば前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であると検知し、負であれば前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが反対であると検知することが好ましい。
【００２４】
前記の構成によれば、撮像方向検知装置は、動きベクトルの向きを評価することによりカプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向との関係を検知することができる。つまり、画像中心もしくはその画像端の方向を向いている動きベクトルの重み付けを大きくすることにより、撮像方向検知装置は、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向との関係を検知することができる。
【００２５】
本発明に係る撮像方向判別装置では、前記動きベクトル計算装置により計算された画像中の各ブロックの動きベクトルと画像中心から該動きベクトルの始点を結ぶ位置ベクトルとの内積を演算し、内積の和が、正であれば前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であると検知し、負であれば前記カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが反対であると検知することが好ましい。
【００２６】
前記の構成によれば、動きベクトルと位置ベクトルの内積は、両ベクトルの大きさと両ベクトルのなす角の余弦との積であるため、両ベクトルの大きさが大きい、即ち画像端に位置している動きベクトルの向き、及び大きく移動した動きベクトルの向きの重み付けを大きくすることにより、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向との関係を検知することができる。
【００２７】
本発明に係る撮像方向判別装置では、カプセル内視鏡は、生体内部を撮像する少なくとも一つの撮像装置と、該撮像装置により撮像された画像を表わす画像データを前記撮像方向判別装置に送信する無線送信装置と、を有することが好ましい。
【００２８】
前記の構成によれば、カプセル内視鏡が撮像装置と、該撮像装置により撮像された画像を体外に送信するための処理を行う無線送信装置と、を有しているため、該撮像装置が撮像した画像を前記無線送信装置からカプセル内視鏡の外部に送信することができ、その画像をもとに、前記撮像方向判別装置が、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるか、反対であるかを検知することができる。
【００２９】
本発明に係る撮像方向判別装置では、カプセル内視鏡は、前記撮像装置がカプセル内視鏡の長軸方向を撮像方向とすることが好ましい。
【００３０】
前記の構成によれば、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向との関係は、両方向が同一となるか、もしくは反対となるかに限定することができる。
【００３１】
本発明に係る撮像方向判別装置では、表示装置は、撮像方向検知装置による検知結果を表示することが好ましい。
【００３２】
前記の構成によれば、表示装置が撮像方向判別装置による検知結果を表示することにより、画像観察者が、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるか、反対であるかを容易に認識することができる。
【００３３】
本発明に係る撮像方向判別装置では、表示装置は、カプセル内視鏡が撮像した画像をさらに表示することが好ましい。
【００３４】
前記の構成によれば、画像観察者は、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるか否かを確認すると共に、さらに画像も観察することができる。これにより、画像観察者は、撮像画像中の物体の位置関係をより正確に把握することができる。
【００３５】
本発明に係る撮像方向判別装置では、表示装置は、前記カプセル内視鏡の進行方向と撮像方向とが同一であると判断した場合に、該カプセル内視鏡が撮像した画像をそのまま表示し、該カプセル内視鏡の進行方向と撮像方向とが反対であると判断した場合に、該カプセル内視鏡が撮像した画像を鏡像処理して表示することが好ましい。
【００３６】
前記の構成によれば、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが反対のときに、動画像中の各フレーム（静止画像）に対し、Ｘ軸もしくはＹ軸に対し対称な画像を生成する鏡像処理を行ったうえで画面に表示するため、表示される画像は、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるときと、上下・左右の位置関係が同一になる。また、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるときはそのまま表示するため、撮像画像中の物体の位置関係は、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とに係らず、常に同一となる。このようにして、画像観察者は、表示される画像の位置関係を気にすることなく観察することができる。
【００３７】
本発明に係る撮像方向判別方法は、生体内を撮像するカプセル内視鏡の撮像方向を判別するための撮像方向判別方法であって、前記カプセル内視鏡から時系列に受信される、該カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する工程と、前記計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する工程と、を備える。
【００３８】
前記の構成によれば、本発明に係る撮像方向判別方法は、カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する工程と、前記計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する工程と、を備えており、それにより、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるか、反対であるかを検知することができる。
【００３９】
本発明に係る撮像方向判別プログラムは、生体内を撮像するカプセル内視鏡の撮像方向を判別させるための撮像方向判別プログラムであって、コンピュータに、前記カプセル内視鏡から時系列に受信される、該カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する手順と、前記計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する手順と、を実行させる。
【００４０】
前記の構成によれば、本発明に係る撮像方向判別プログラムは、カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する手順と、前記計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する手順と、を実行させることができ、それらの手順を実行することにより、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるか、反対であるかを検知することができる。
【００４１】
本発明に係る撮像方向判別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、生体内を撮像するカプセル内視鏡の撮像方向を判別させるための撮像方向判別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、コンピュータに、前記カプセル内視鏡から時系列に受信される、該カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する手順と、前記計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する手順と、を実行させるための撮像方向判別プログラムを記録している。
【００４２】
前記の構成によれば、本発明に係る撮像方向判別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、カプセル内視鏡が撮像した画像の動きベクトルを計算する手順と、前記計算された動きベクトルを基に、該カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同じであるか、反対であるかを検知する手順と、を実行するプログラムを記録しており、プログラムを実行することにより、カプセル内視鏡の進行方向と画像の撮像方向とが同一であるか、反対であるかを検知することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明に係る撮像方向判別装置、撮像方向判別方法、撮像方向判別プログラム、及び撮像方向判別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって、カプセルの進行方向と撮像装置の撮像方向の関係を自動的に判別することができる。これにより、医師など撮像画像の観察者は、カプセル内視鏡による画像の撮像方向を容易に判断することができ、より診断の精度が増すという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
（実施の形態１）
本実施の形態１について、図１〜図９に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４５】
まずは、図１に基づいて、本実施の形態に係る撮像方向判別装置２５０を備える診断装置２６０Ａの構成を説明する。
【００４６】
図１は、診断装置２６０Ａのブロック図である。診断装置２６０Ａは、カプセル内視鏡１０１、及び画像処理装置２２０によって構成されている。
【００４７】
カプセル内視鏡１０１は、外壁２０３によって形作られている。カプセル内視鏡１０１の内部は、レンズ２０４と、撮像装置２０１と、照明装置２０２と、無線送信装置２０５と、送信アンテナ２０７と、電池２０６と、電源線２０８と、によって構成されている。
【００４８】
レンズ２０４は、照明装置２０２より照射され生体内の臓器にて反射した光を撮像装置２０１の表面に集める役割を果たしている。撮像装置２０１は、生体内の臓器の撮像を行うものであり、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサが用いられる。照明装置２０２は、生体内に光を照射するものであり、ＬＥＤが用いられる。
【００４９】
無線送信装置２０５は、撮像装置２０１により撮像された画像データを体外に送信するための処理を行うために用いられる。送信アンテナ２０７は、無線送信装置２０５により処理された画像データをカプセル内視鏡１０１の外部に送信するために用いる。電池２０６は、カプセル内視鏡１０１の内部の各装置に電力を供給するものであり、酸化銀電池などの小型ボタン電池が用いられる。電源線２０８は、電池２０６から各装置に電力を供給するために用いられる。
【００５０】
画像処理装置２２０は、受信アンテナ２２１と、無線受信装置２２２と、動きベクトル計算装置２２３と撮像方向検知装置２２４とによって構成された撮像方向判別装置２５０と、表示装置２２５と、によって構成されている。受信アンテナ２２１は、カプセル内視鏡１０１の送信アンテナ２０７が送信した電波を受信するために用いられる。無線受信装置２２２は、受信アンテナ２２１が受信した信号を復調する処理を行うために用いられる。動きベクトル計算装置２２３は、画像内に存在する物体のフレーム間の移動量を計算するために用いられる。撮像方向検知装置２２４は、動きベクトル計算装置２２３により計算された動きベクトルを基に、カプセル内視鏡１０１の撮像方向と移動方向が同一であるか、或いは反対であるか、を検知するために用いられる。表示装置２２５は、カプセル内視鏡１０１により撮像された画像、および撮像方向検知装置２２４により検知されたカプセル内視鏡１０１の撮像方向と移動方向の関係に関する情報を表示する。表示装置２２５は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、或いは有機ＥＬなどが用いられる。なお、撮像方向検知装置２２４の詳細な構成は、その動作とともに後ほど詳細に説明する。
【００５１】
上記構成において、診断装置２６０Ａの動作を説明すると、以下の通りである。
【００５２】
まずは、図１に基づいて説明すると、撮像装置２０１によって撮像された画像データは出力端子２１１から出力され、入力端子２１２から無線送信装置２０５に入力される。無線送信装置２０５は、無線送信に適した形式に送信データを変調（例えばＦＭ変調）し、変調された画像データは出力端子２１３から送信アンテナ２０７に送られる。その後、送信アンテナ２０７から無線によりカプセル内視鏡１０１の外部に送られる。
【００５３】
送信アンテナ２０７から送信された画像データは、受信アンテナ２２１により受信され、入力端子２３０から無線受信装置２２２に入力される。無線受信装置２２２は、入力されたデータに対し、無線送信装置２０５で行われた変調処理に対応する復調処理を行う。復調処理が行われた受信データ、即ち撮像装置２０１で撮像された画像は、出力端子２３１から画像データ入力端子２３６を通して表示装置２２５に、および入力端子２３２を通して動きベクトル計算装置２２３に入力される。動きベクトル計算装置２２３は、画像中に存在する物体のフレーム間での移動量を計算する。計算された動きベクトルは出力端子２３３を通して撮像方向検知装置２２４の入力端子２３４に入力される。撮像方向検知装置２２４は、動きベクトルを基に、カプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向が同一であるか、反対であるか、を検知する。検知結果は出力端子２３５から出力され、撮像方向データ入力端子２３７を通して表示装置２２５に入力される。表示装置２２５は、画像データ入力端子２３６から入力された画像、即ち撮像装置２０１により撮像された画像と、撮像方向データ入力端子２３７から入力されたカプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向の関係を表すデータを併せて表示する。
【００５４】
ここで、図２を用いて、動きベクトル計算装置２２３の動作を説明する。
【００５５】
動きベクトルとは、動画像のあるフレーム中に存在する図形の位置と、それより後の時点における同一フレーム中の該図形の位置の変化を表したものである。図２を例にして説明する。図２は動きベクトルについて説明する図である。
【００５６】
図２左側は、撮像時刻ｔがｔ＝ｔ０におけるフレームを、図２右側は、ｔ＝ｔ０＋τにおける同一フレームを表す。撮像時刻ｔ＝ｔ０のフレーム中の座標（ｘ０、ｙ０）に存在していた図形が、撮像時刻ｔ＝ｔ０＋τのフレーム中の座標（ｘ１、ｙ１）に移動したとする。このとき、ｔ＝ｔ０での座標（ｘ０、ｙ０）における動きベクトルは（ｘ１−ｘ０、ｙ１−ｙ０）となる。なお、本願明細書において画像の座標系を考えるとき、画像中心を原点とし、水平方向、垂直方向の直交する２軸による座標系を考える。水平方向の軸をＸ軸、垂直方向の軸をＹ軸と記す。
【００５７】
この動きベクトルを計算する方法として、ブロックマッチング法が知られている。ブロックマッチング法では、フレームをある一定の大きさ、例えば４×４、８×８などの大きさブロックに分割し、ブロック毎に動きベクトルを計算する。これらの方法により、画像中の全ブロックに対して動きベクトルが計算され、計算された動きベクトルが撮像方向検知装置２２４に入力される。
【００５８】
次に、図３・図４を用いて、撮像方向検知装置２２４の動作を説明する。
【００５９】
撮像方向検知装置２２４では、動きベクトル計算装置２２３において計算された画像の動きベクトルを基に、カプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向が同一である（状態３０１）か、反対であるか（状態３０２）を検知する。
【００６０】
状態３０１における撮像画像データの変化を、図３を基に説明する。図３は、状態３０１における撮像画像の変化を説明した図である。
【００６１】
カプセル内視鏡１０１の前方に物体６０１が存在しているとする。カプセル内視鏡１０１の撮像装置２０１は進行方向を撮像しており、撮像範囲は６０２で示される範囲である。物体６０１が撮像範囲６０２内に入ってきた当初は、物体６０１が撮像範囲６０２の中心付近に位置している（図３（ａ））。即ち、当初の撮像画像の中心付近には物体６０１が映っている。時間の経過に伴い、カプセル内視鏡１０１は腸内を進行していき（図３の左側が進行方向）、物体６０１とカプセル内視鏡１０１は互いに接近していく（図３（ｂ））。接近に伴い、物体６０１は撮像範囲６０２の境界に近づいていく。即ち、物体６０１は時間の経過に伴い、撮像画像の端部に移動していく（図３（ｃ））。
【００６２】
次に、状態３０２における撮像画像データの変化を、図４を基に説明する。図４は、状態３０２における撮像画像の変化を説明した図である。
【００６３】
カプセル内視鏡１０１の後方に物体６０１が存在しているとする。カプセル内視鏡１０１の撮像装置２０１は、進行方向とは反対方向を撮像しており、撮像範囲は６０２で示される範囲である。物体６０１が撮像範囲６０２内に入ってきた当初は、物体６０１はカプセル内視鏡１０１の近傍に位置しているので、物体６０１が撮像範囲６０２の境界付近に位置している（図４（ａ））。つまり、物体６０１は、撮像画像の画像端付近に映っている。時間の経過に伴い、カプセル内視鏡１０１は腸内を進行し、物体６０１とカプセル内視鏡１０１は互いに離れていく（図４（ｂ））。離れるに従い、物体６０１は撮像範囲６０２の中心に近づいていく。即ち、物体６０１は、時間の経過に伴い撮像画像の中心に向け移動していく（図４（ｃ））。
【００６４】
以上より、状態３０１の場合、即ちカプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向が同一の場合は、撮像画像中の物体は時間の経過に伴い画像端に向かって移動していく。つまり、画像の動きベクトルは画像の端を向いている。逆に、状態３０２の場合、即ちカプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向が反対の場合は、撮像画像中の物体は時間の経過に伴い画像中心に向かって移動していく。つまり、画像の動きベクトルは画像の中心を向いている。
【００６５】
次に、動きベクトルの向きを判定する方法を、図５・図６を基に説明する。
【００６６】
画像中のあるブロックに対応する動きベクトル８０２、及び、画像中心（座標系原点）と動きベクトル８０２の始点を結んだ位置ベクトル８０１を考える。この二つのベクトルのなす角θが鋭角か鈍角かによって、ベクトルの向きを判定することができる。図５は、位置ベクトル８０１と動きベクトル８０２とのなす角θが鋭角となっている場合である。座標系原点を中心とする円８０３を考えると、二つのベクトルのなす角θが鋭角であれば、動きベクトル８０２は円８０３の内側から外側に向いている、即ち、動きベクトル８０２は画像端を向いていることを表す。図６は、ベクトルのなす角θが鈍角である場合である。このとき、動きベクトル８０２は円８０３の外側から内側に向いている、即ち、動きベクトル８０２は画像中心を向いている。
【００６７】
１個のフレーム中に動きベクトル８０２は複数あるが、動きベクトル８０２とその動きベクトル８０２に対応する位置ベクトル８０１のなす角θが鋭角となっているベクトルの本数が鈍角となっている本数より多ければ、画像中の物体は画像端に移動していると判断することができる。また、動きベクトル８０２とその動きベクトル８０２に対応する位置ベクトル８０１のなす角θが鈍角となっているベクトルの本数が鋭角となっている本数より多ければ、画像中の物体は画像中心に移動していると判断できる。
【００６８】
続いて、撮像方向検知装置２２４の構成と動作を、図７を基に説明する。
【００６９】
撮像方向検知装置２２４は、位置ベクトル生成回路１００１と、ベクトル内積演算回路１００２と、符号判定回路１００３と、Ｎｏｔゲート１００５と、カウンタ１００４・１００６と、比較器１００７と、で構成されている。
【００７０】
入力端子２３４には、動きベクトル計算装置２２３が出力する動きベクトル８０２の出力が入力される。以下、動きベクトル８０２の始点の座標を（ｘＳ、ｙＳ）、終点の座標を（ｘe、ｙe）とする。位置ベクトル生成回路１００１は、入力された動きベクトル８０２に対応する位置ベクトル８０１を生成する。つまり、位置ベクトル８０１は座標原点と動きベクトル８０２の始点とを結ぶベクトルであるので、位置ベクトル生成回路１００１は、成分が（ｘＳ、ｙＳ）となるベクトルを出力する。
【００７１】
ベクトル内積演算回路１００２は、入力された２つのベクトルの内積を演算する。符号判定回路１００３は、入力された値が正であればＨレベルの信号を、負であればＬレベルの信号を出力する。カウンタ１００４・１００６は、入力されたＨレベルの信号の個数を数える。比較器１００７は、（＋入力端子の値）≧（−入力端子の値）であればＨレベルの信号を、（−入力端子の値）＞（＋入力端子の値）であればＬレベルの信号を出力する。なお、撮像方向検知装置２２４の内部の各回路は、あるフレームの最初のブロックの動きベクトル８０２が入力された時にリセットされるものとする。
【００７２】
ここで、動きベクトルｍと位置ベクトルｐの内積は以下の式で表される。
【００７３】
ｍ・ｐ＝|ｍ||ｐ|ｃｏｓθ（θ:ベクトルｍとベクトルｐのなす角）
|ｍ|≧０、|ｐ|≧０であるので、内積が正のときはｃｏｓθが正、即ちθが鋭角であり、内積が負のときはｃｏｓθが負、即ちθが鈍角である。
【００７４】
そして、符号判定回路１００３がＨレベルを出力するときは、入力された動きベクトル８０２と位置ベクトル８０１とのなす角θは鋭角であり、Ｌレベルを出力するときは動きベクトル８０２と位置ベクトル８０１とのなす角θは鈍角である。
【００７５】
カウンタ１００４は、符号判定回路１００３がＨレベルを出した回数、つまり動きベクトル８０２と位置ベクトル８０１とのなす角θが鋭角である動きベクトル８０２の本数を数えている。より具体的には、あるフレームに属し画像端を向いている動きベクトル８０２の本数をカウントしている。カウンタ１００６には符号判定回路１００３の出力にＮｏｔゲート１００５を通した信号が入力されており、あるフレームに属する動きベクトル８０２と位置ベクトル８０１とのなす角θが鈍角である動きベクトル８０２の本数、つまり画像中心を向いている動きベクトル８０２の本数を数えている。より具体的には、あるフレームに属し画像中心を向いている動きベクトル８０２の本数をカウントしている。
【００７６】
比較器１００７にはカウンタ１００４とカウンタ１００６の出力が入力される。画像中心に向かっている動きベクトルの本数と、画像端に向かっている動きベクトルの本数の大小を比較し、その結果を出力している。つまり、比較器１００７は、撮像画像中の物体が画像中心・画像端のいずれに向かっているかを示す信号を出力しており、カプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向が同一であるか、反対であるかを示す信号を出力している。比較器１００７がＨレベルを出力するときは、カウンタ１００４の値がカウンタ１００６の値より大きく、画像端を向いている動きベクトル８０２の本数が画像中心を向いている動きベクトル８０２の本数より多いことを示している。比較器１００７がＬレベルを出力するときは、カウンタ１００６の値がカウンタ１００４の値より大きく、画像中心を向いている動きベクトル８０２の本数が、画像端を向いている動きベクトル８０２の本数より多いことを示している。
【００７７】
上記説明したように、撮像方向検知装置２２４がＨレベルを出力しているときは、カプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向が同一である。撮像方向検知装置２２４がＬレベルを出力しているときは、カプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向が反対である。このようにして、撮像方向検知装置２２４はカプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向の関係を検知している。
【００７８】
次に、表示装置２２５の動作について、図１に基づいて説明する。
【００７９】
撮像装置２０１により撮像された動画像が表示装置２２５の画像データ入力端子２３６から入力され、カプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向が同一であるか否かを示すデータが撮像方向データ入力端子２３７から入力される。撮像方向検知装置２２４がＨレベルを出力しているときは、撮像方向と進行方向が同一であり、表示装置２２５は動画像と共に、“カプセル前方の画像”と表示する。撮像方向検知装置２２４がＬレベルを出力しているときは、撮像方向と進行方向が反対なため、表示装置２２５は動画像と共に、“カプセル後方の画像”と表示する。画像観察者は、これらの表示によりカプセル内視鏡１０１の撮像方向を認識できる。なお、上記のような文字ではなく、例えば矢印などの図形を用いて撮像方向を表示してもよい。
【００８０】
上記構成において、本実施の形態に係る撮像方向判別装置２５０を備える診断装置２６０Ａの効果を説明すると、以下の通りである。
【００８１】
撮像装置２０１が撮像した動画像の各フレームに対し、上記の方法（ブロックマッチング法）により動きベクトル８０２を計算する。撮像方向検知装置２２４は、画像端を向いている動きベクトルの本数と、画像中心を向いている動きベクトルの本数を比較する。これにより、カプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向が同一であるか否かを検知できる。表示装置２２５は、動画像と共に撮像方向検知装置２２４の検知結果を合わせて表示するため、画像観察者は、カプセル内視鏡１０１の撮像方向を認識することができる。
【００８２】
なお、撮像方向検知装置２２４は、画像端を向いている動きベクトルの本数、画像中心を向いている動きベクトルの本数の大小を評価し、カプセル内視鏡１０１の撮像方向を検知するが、動きベクトル８０２の本数とは異なる値を用いることにより、撮像方向を検知することも可能である。以下、他の検知方法を説明する。
【００８３】
動きベクトル８０２と位置ベクトル８０１とのなす角θが１８０度に近いほど動きベクトル８０２はより画像中心に、０度に近いほど動きベクトル８０２はより画像端を向いている。画像中の動きベクトル８０２が総じてどちらを向いているかを判定する際に、画像中心、及び画像端を向いている動きベクトル８０２を重く評価すると、より精度よく判定できる。ここで、動きベクトル８０２と位置ベクトル８０１とのなす角θの余弦ｃｏｓθを考えると、θが９０度に近いほどｃｏｓθの絶対値は小さくなり、０度および１８０度に近いほど絶対値は大きくなる。よって、フレーム内の動きベクトル８０２に対し位置ベクトル８０１とのなす角θの余弦を求め、その和を評価することにより、より画像中心・画像端を向いている動きベクトル８０２の方向に重みをおいて評価することができる。
【００８４】
上記のように、重みをつけて動きベクトル８０２を評価する撮像方向検知装置２２４Ａの構成を図８に示す。なお、図７において用いたのと同じ構成要素には同一の符号を付しており、これらの詳細な説明は省略する。
【００８５】
撮像方向検知装置２２４Ａは、位置ベクトル生成回路１００１と、ベクトル内積演算回路１００２と、ベクトルの大きさ演算回路１１０１・１１０２と、除算器１１０３・１１０４と、加算器１１０５と、符号判定回路１１０６と、によって構成されている。
【００８６】
除算器１１０３・１１０４は２つの入力を有し、（入力１の値）/（入力２の値）を出力する。加算器１１０５は入力値の和を出力する。ベクトルの大きさ演算回路１１０１・１１０２は、ベクトルを入力とし、そのベクトルの大きさを出力する。入力されたベクトルの成分を（ｘ、ｙ）とすると、“√（ｘ２＋ｙ２）”を出力する。
【００８７】
除算器１１０３は、ベクトル内積演算回路１００２の出力と、ベクトルの大きさ演算回路１１０１の出力、即ち位置ベクトルｐの大きさが入力されるため、除算器１１０３はｍ・ｐ／|ｐ|を出力する。同様に、除算器１１０４は、ベクトルの大きさ演算回路１１０２から動きベクトルｍの大きさが入力されているため、下記の式の値を出力する。
【００８８】
ｍ・ｐ／（|ｍ||ｐ|）
ベクトルの内積は、ｍ・ｐ＝|ｍ||ｐ|ｃｏｓθで与えられるので、除算器１１０４は動きベクトル８０２と位置ベクトル８０１とのなす角θの余弦ｃｏｓθを出力している。
【００８９】
加算器１１０５は、自身の出力と除算器１１０４の和を出力しており、フレーム内の動きベクトル８０２とその動きベクトル８０２に対応する位置ベクトル８０１のなす角θの余弦の和を出力している。加算器１１０５の出力が符号判定回路１１０６に入力されており、なす角θの余弦の和が正であれば符号判定回路１１０６はＨレベルを、負であればＬレベルを出力する。
【００９０】
以上より、撮像方向検知装置２２４Ａは、より画像中心・画像端を向いている動きベクトル８０２に重みを付けた上で、総じてフレーム内の動きベクトル８０２が画像中心を向いているか、画像端を向いているかを評価することができる。
【００９１】
さらに、他の撮像方向の評価手法を説明する。
【００９２】
カプセル内視鏡１０１の動きのぶれにより、撮像画像内の物体が移動することがある。ぶれにより物体が動く場合は物体の移動量は少ないため、動きベクトル８０２の大きさは小さくなる。よって、このようなぶれによる影響を除くために、移動量が大きい動きベクトル８０２ほど重みをつけて評価するとよい。また、画像中心に位置する物体は撮像装置２０１から遠方に存在している。焦点距離などの関係により撮像装置２０１の近傍に存在する物体のほうがより正確に撮像できる。よって、撮像装置２０１の近傍に位置する物体に係る動きベクトル８０２をより重みをつけて評価すると、よりよい精度で評価できる。撮像装置２０１の近傍に存在する物体は撮像画像の端に位置するため、位置ベクトル８０１が大きい動きベクトル８０２ほど重みをつけて評価するとよい。
【００９３】
図９は、上記のような重み付けをして動きベクトル８０２を評価する撮像方向検知装置２２４Ｂの構成図である。撮像方向検知装置２２４Ｂは、位置ベクトル生成回路１００１と、ベクトル内積演算回路１００２と、加算器１２０１と、符号判定回路１２０２と、によって構成されている。なお、図７・図８において示したのと同じ構成要素には同一の符号を付しており、これらの詳細な説明は省略する。
【００９４】
加算器１２０１は、ベクトル内積演算回路１００２と、自身の出力と、を入力としている。ｍ・ｐ＝|ｍ||ｐ|ｃｏｓθであるから、撮像方向検知装置２２４Ａと同様に、動きベクトル８０２と位置ベクトル８０１とのなす角θの重み付けにより評価している。さらに、動きベクトル８０２と位置ベクトル８０１のベクトルの大きさ（|ｍ|、|ｐ|）を重み付けに加味して評価している。
【００９５】
このように、撮像方向検知装置２２４の代替として、２２４Ａ、或いは２２４Ｂを用いることもできる。
（実施の形態２）
図１０は、本実施の形態に係る撮像方向判別装置２５０を備える診断装置２６０Ｂのブロック図である。実施の形態１において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。
【００９６】
診断装置２６０Ｂは、カプセル内視鏡１０１と、画像処理装置２２０Ａと、によって構成されている。画像処理装置２２０Ａは、受信アンテナ２２１と、無線受信装置２２２と、動きベクトル計算装置２２３と撮像方向検知装置２２４とによって構成された撮像方向判別装置２５０と、表示装置２２５Ａと、鏡像処理装置２２６と、ＭＵＸ２２７と、によって構成されている。
【００９７】
表示装置２２５Ａは、画像データ入力端子２３６を有し、ここから入力された画像データを画面に表示する。鏡像処理装置２２６は、入力端子２４３から入力された画像に対し鏡像処理を行う。なお、鏡像処理とは、動画像中の各フレーム（静止画像）に対し、Ｘ軸もしくはＹ軸に対し対称な画像を生成する処理のことをいう。
【００９８】
ＭＵＸ２２７は、入力端子２３９・２４０と、制御端子２４１と、出力端子２４２と、を有している。制御端子２４１にＨレベルが入力されると、入力端子２３９の信号が出力端子２４２から出力され、制御端子２４１にＬレベルが入力されると、入力２端子２４０の信号が出力端子２４２から出力される。
【００９９】
撮像方向検知装置２２４がＨレベルを出力しているとき、即ちカプセル内視鏡１０１の進行方向と撮像方向が同一であるとき、ＭＵＸ２２７は入力１端子２３９から入力されている信号、即ち撮像装置２０１が撮像した画像を出力する。表示装置２２５Ａは、撮像装置２０１が撮像した画像をそのまま表示する。一方、撮像方向検知装置２２４がＬレベルを出力しているとき、即ちカプセル内視鏡１０１の進行方向と撮像方向が反対であるとき、ＭＵＸ２２７は入力２端子２４０から入力されている信号、即ち撮像装置２０１が撮像した画像に対し鏡像処理を行った画像を出力する。従って、表示装置２２５Ａは、撮像装置２０１が撮像した画像に対し鏡像処理を施した画像を表示する。
【０１００】
カプセル内視鏡１０１の撮像方向と進行方向が同一であるときと反対方向であるときでは、撮像された画像は鏡像関係になる。そこで、進行方向と撮像方向が反対のときに鏡像処理を行うと、進行方向と撮像方向が同一のときに撮像した場合と、画像内に存在する物体の互いの上下・左右の位置関係が同一になる。このため、画像観察者はカプセル内視鏡の撮像方向を意識することなく観察できる。
（実施の形態３）
図１１は、実施の形態３に係るカプセル内視鏡１０１Ａの外形図である。
【０１０１】
カプセル内視鏡１０１とは異なり、カプセル内視鏡１０１Ａは２つの撮像装置１５０２・１５０５を搭載しており、それぞれカプセル内視鏡１０１Ａの前方・後方に位置している。なお、撮像装置１５０２・１５０５の撮像方向は互いに反対方向である。
【０１０２】
図１２は、カプセル内視鏡１０１Ａのブロック図であり、図１３は、実施の形態３に係る画像処理装置２２０Ｂのブロック図である。
【０１０３】
図１２が示すように、カプセル内視鏡１０１Ａは、外壁２０３と、第１の撮像装置１５０２と、撮像装置１５０２に対応するレンズ１５０１と、照明装置１５０３と、第２の撮像装置１５０５と、撮像装置１５０５に対応するレンズ１５０４と、照明装置１５０６と、バッファメモリ１５０７と、無線送信装置２０５と、電池２０６と、送信アンテナ２０７と、電源線２０８と、によって構成されている。撮像装置１５０２・１５０５の撮像速度は同じである。バッファメモリ１５０７は入力端子１５１２を通して画像データを保存するためのメモリであり、出力端子１５１３を通してデータを出力する時には、入力された順番にデータを取り出すＦＩＦＯ構成となっている。他の構成要素は、図１に基づいて同じ構成要素について説明したのと同一の役割を有するため、これらの詳細な説明は省略する。
【０１０４】
図１３が示すように、画像処理装置２２０Ｂは、受信アンテナ２２１と、無線受信装置２２２と、動きベクトル計算装置２２３と撮像方向検知装置２２４とによって構成された撮像方向判別装置２５０と、表示装置２２５Ａと、鏡像処理装置２２６と、データ分配装置１６０１と、スイッチ１６０２と、画像合成装置１６０３と、によって構成されている。
【０１０５】
データ分配装置１６０１は、動画像データを入力とし、入力端子１６１０と、出力１端子１６１１と、出力２端子１６１２と、を有する。入力端子１６１０から入力された動画像のフレームを認識し、フレームを出力１端子１６１１と出力２端子１６１２とに交互に出力する。つまり、あるフレームデータが出力１端子１６１１から出力されると、次のフレームデータは出力２端子１６１２から出力され、さらに次のフレームデータは出力１端子１６１１から出力される。
【０１０６】
スイッチ１６０２は、入力１端子１６１３と、入力２端子１６１４と、出力１端子１６１５と、出力２端子１６１６と、制御端子１６１７と、を有する。制御端子１６１７にＨレベルが入力されると、入力１端子１６１３のデータが出力１端子１６１５に、入力２端子１６１４のデータが出力２端子１６１６に出力される。制御端子１６１７にＬレベルが入力されると、入力１端子１６１３のデータが出力２端子１６１６に、入力２端子１６１４のデータが出力１端子１６１５に出力される。
【０１０７】
画像合成装置１６０３は、入力１端子１６１８と、入力２端子１６１９と、出力端子１６２０と、を有する。動画像は入力１端子１６１８と入力２端子１６１９から入力される。画像合成装置１６０３は、入力された２つの画像を並べて表示する画像を作成し、出力する。
【０１０８】
なお、前述の構成要素には同一の符号を付しており、これらの詳細な説明は省略する。
【０１０９】
図１２が示すように、カプセル内視鏡１０１Ａの撮像装置１５０２・１５０５はそれぞれ生体内の撮像を行う。撮像した画像は、出力端子１５１０・１５１１を通してバッファメモリ１５０７に保存される。撮像装置１５０２・１５０５の撮像レートは同一であるので、バッファメモリ１５０７には、撮像装置１５０２・１５０５のフレームが交互に入力される。バッファメモリ１５０７は入力されたフレームを順番に出力端子１５１３から出力する。このとき出力される動画像は、撮像装置１５０２・１５０５が撮像したフレームが交互に組み合わさった動画像となる。つまり、撮像装置１５０２のｎ番目のフレームの次フレームは、撮像装置１５０５のｎ番目のフレーム、さらに撮像装置１５０２のｎ＋１番目のフレームの次のフレームは、撮像装置１５０５のｎ＋１番目のフレーム、という順序で構成されている動画像となる。この動画像が、入力端子２１２を通して無線送信装置２０５に入力され、送信アンテナ２０７からカプセル内視鏡１０１Ａの外部に無線で送信される。
【０１１０】
画像処理装置２２０Ｂは、受信アンテナ２２１によりカプセル内視鏡１０１Ａから送信された電波を受信する。受信した電波は入力端子２３０から無線受信装置２２２に入力され復調される。復調された信号は入力端子１６１０からデータ分配装置１６０１に入力される。データ分配装置１６０１に入力されるのは、撮像装置１５０２・１５０５が撮像したフレームが交互に組み合わさった動画像である。データ分配装置１６０１は、入力された動画像のフレームを認識し、フレームを２つの出力端子に交互に出力する。よって、出力１端子１６１１からは撮像装置１５０２、もしくは１５０５のどちらか一方で撮像された動画像が出力され、出力２端子１６１２からは他方の撮像装置で撮像された動画像が出力される。即ち、出力１端子１６１１が撮像装置１５０２によって撮像された動画像を出力した場合、出力２端子１６１２は撮像装置１５０５によって撮像された動画像を出力する。逆に、出力１端子１６１１が撮像装置１５０５によって撮像された動画像を出力した場合、出力２端子１６１２は撮像装置１５０２によって撮像された動画像を出力する。
【０１１１】
以下、撮像装置１５０２によって撮像された動画像が出力１端子１６１１から出力される場合を仮定的に説明していく。
【０１１２】
撮像装置１５０２によって撮像された動画像はスイッチ１６０２の入力１端子１６１３より入力される。撮像装置１５０５によって撮像された動画像はスイッチ１６０２の入力２端子１６１４より入力され、同時に動きベクトル計算装置２２３の入力端子２３２に入力される。撮像方向検知装置２２４は、撮像装置１５０５の撮像方向がカプセル内視鏡１０１Ａの進行方向と同一であるか反対であるかを検知し、結果を出力端子２３５から出力する。撮像装置１５０５の撮像方向がカプセル内視鏡１０１Ａの進行方向と同一であるとき、出力端子２３５はＨレベルを出力する。撮像装置１５０５の撮像方向がカプセル内視鏡１０１Ａの進行方向と反対であるとき、出力端子２３５はＬレベルを出力する。
【０１１３】
撮像方向検知装置２２４の出力端子２３５は、スイッチ１６０２の制御端子１６１７と接続されている。よって、出力端子２３５がＨレベルを出力したとき、即ち撮像装置１５０５の撮像方向が進行方向と同一であるとき、出力１端子１６１５には撮像装置１５０２によって撮像された動画像が出力され、出力２端子１６１６には撮像装置１５０５によって撮像された動画像が出力される。また、出力端子２３５がＬレベルを出力したとき、即ち撮像装置１５０５の撮像方向が進行方向と反対であるとき、出力１端子１６１５には撮像装置１５０５によって撮像された動画像が出力され、出力２端子１６１６には撮像装置１５０２によって撮像された動画像が出力される。即ち、出力１端子１６１５には、撮像方向がカプセル内視鏡１０１Ａの進行方向と反対である動画像が出力され、出力２端子１６１６には撮像方向がカプセル内視鏡１０１Ａの進行方向と同一である動画像が出力される。
【０１１４】
出力１端子１６１５は、鏡像処理装置２２６の入力端子２４３と接続されている。よって、鏡像処理装置２２６にはカプセル内視鏡１０１Ａの進行方向と反対方向を撮像した動画像が入力される。
【０１１５】
画像合成装置１６０３の入力１端子１６１８には、鏡像処理装置２２６の出力端子２４４が接続されており、入力２端子１６１９には、スイッチ１６０２の出力２端子１６１６が接続されている。よって、カプセル内視鏡１０１Ａの進行方向と反対方向を撮像した動画像に鏡像処理をした動画像と、カプセル内視鏡１０１Ａの進行方向を撮像した動画像が入力される。
【０１１６】
これら２映像を表示した動画像が画像合成装置１６０３から出力される。つまり、表示装置２２５Ａは、カプセル内視鏡１０１Ａの進行方向と反対方向を撮像した動画像に鏡像処理をした動画像と、カプセル内視鏡１０１Ａの進行方向を撮像した動画像を併せて表示する。
【０１１７】
以上より、カプセル内視鏡１０１Ａの進行方向と反対方向を撮像した動画像を常に鏡像処理した後に表示するため、画像観察者は、カプセル内視鏡１０１Ａの撮像方向を意識することなく観察できる。
【０１１８】
なお、上記実施形態の撮像方向判別装置の各部や各処理ステップは、ＣＰＵなどの演算手段が、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭなどの記憶手段に記憶されたプログラムを実行し、キーボードなどの入力手段、ディスプレイなどの出力手段、あるいは、インターフェース回路などの通信手段を制御することにより実現することができる。したがって、これらの手段を有するコンピュータが、上記プログラムを記録した記録媒体を読み取り、当該プログラムを実行するだけで、本実施形態の撮像方向判別装置の各種機能および各種処理を実現することができる。また、上記プログラムをリムーバブルな記録媒体に記録することにより、任意のコンピュータ上で上記の各種機能および各種処理を実現することができる。
【０１１９】
この記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理を行うために図示しないメモリ、例えばＲＯＭのようなものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することにより読取り可能なプログラムメディアであっても良い。
【０１２０】
また、何れの場合でも、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行される構成であることが好ましい。さらに、プログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であることが好ましい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。
【０１２１】
また、上記プログラムメディアとしては、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等のディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する記録媒体等がある。
【０１２２】
また、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する記録媒体であることが好ましい。
【０１２３】
さらに、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであることが好ましい。
【０１２４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明は、被検体内部の撮像対象の画像を取得し、表示するのに好適な撮像方向判別装置、撮像方向判別方法、撮像方向判別プログラム、及び撮像方向判別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本実施の形態に係る撮像方向判別装置を備える診断装置のブロック図である。
【図２】動きベクトルについて説明する図である。
【図３】カプセル内視鏡の撮像方向と進行方向が同一の状態における撮像画像の変化を説明した図であり、（ａ）は、物体が撮像範囲の中心付近に位置している状態を示す図であり、（ｂ）は、物体とカプセル内視鏡が互いに接近していく状態を示す図であり、（ｃ）は、物体が撮像画像の端部に移動していく状態を示す図である。
【図４】カプセル内視鏡の撮像方向と進行方向が反対の状態における撮像画像の変化を説明した図であり、（ａ）は、物体が撮像範囲の境界付近に位置している状態を示す図であり、（ｂ）は、物体とカプセル内視鏡が互いに離れていく状態を示す図であり、（ｃ）は、物体が撮像画像の中心に向けて移動していく状態を示す図である。
【図５】動きベクトルと位置ベクトルとのなす角が鋭角の場合の図である。
【図６】動きベクトルと位置ベクトルとのなす角が鈍角の場合の図である。
【図７】撮像方向検知装置の構成図である。
【図８】撮像方向検知装置の他の構成図である。
【図９】撮像方向検知装置の他の構成図である。
【図１０】本実施の形態に係る撮像方向判別装置を備える他の診断装置のブロック図である。
【図１１】本実施の形態に係るカプセル内視鏡の外形図である。
【図１２】本実施の形態に係るカプセル内視鏡のブロック図である。
【図１３】本実施の形態に係る撮像方向判別装置を備える画像処理装置のブロック図である。
【図１４】一般的なカプセル内視鏡の外形図である。
【図１５】一般的なカプセル内視鏡の断面図である。
【図１６】カプセル内視鏡の進行方向と撮像装置の撮像方向との関係を示した図であり、（ａ）は、カプセル内視鏡の進行方向と撮像装置の撮像方向とが同一である状態を、（ｂ）は、カプセル内視鏡の進行方向と撮像装置の撮像方向が反対である状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０１、１０１Ａ  カプセル内視鏡
２０１、１５０２、１５０５  撮像装置
２０２、１５０３、１５０６  照明装置
２０３  外壁
２０４、１５０１、１５０４  レンズ
２０５  無線送信装置
２０６  電池
２０７  送信アンテナ
２０８  電源線
２１１、２１３、２３１、２３３、２３５、２４２、２４４、１５１０、１５１１、１５１３、１６２０  出力端子
２１２、２３０、２３２、２３４、２４３、１５１２、１６１０  入力端子
２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ  画像処理装置
２２１  受信アンテナ
２２２  無線受信装置
２２３  動きベクトル計算装置
２２４  撮像方向検知装置
２２４Ａ、２２４Ｂ  撮像方向検知装置
２２５、２２５Ａ  表示装置
２２６  鏡像処理装置
２２７  ＭＵＸ
２３６  画像データ入力端子
２３７  撮像方向データ入力端子
２３９、１６１３、１６１８  入力１端子
２４０、１６１４、１６１９  入力２端子
２４１、１６１７  制御端子
２５０  撮像方向判別装置
２６０Ａ、２６０Ｂ  診断装置
６０１  物体
６０２  撮像範囲
８０１  位置ベクトル
８０２  動きベクトル
８０３  円
１００１  位置ベクトル生成回路
１００２  ベクトル内積演算回路
１００３、１１０６、１２０２  符号判定回路
１００４、１００６  カウンタ
１００５  Ｎｏｔゲート
１００７  比較器
１１０１、１１０２  ベクトルの大きさ演算回路
１１０３、１１０４  除算器
１１０５、１２０１  加算器
１５０７  バッファメモリ
１６０１  データ分配装置
１６０２  スイッチ
１６０３  画像合成装置
１６１１、１６１５  出力１端子
１６１２、１６１６  出力２端子
ｍ  動きベクトル
ｐ  位置ベクトル
ｔ  撮像時刻
【図１】
2009089910.tif 000003
【図２】
2009089910.tif 000004
【図３】
2009089910.tif 000005
【図４】
2009089910.tif 000006
【図５】
2009089910.tif 000007
【図６】
2009089910.tif 000008
【図７】
2009089910.tif 000009
【図８】
2009089910.tif 000010
【図９】
2009089910.tif 000011
【図１０】
2009089910.tif 000012
【図１１】
2009089910.tif 000013
【図１２】
2009089910.tif 000014
【図１３】
2009089910.tif 000015
【図１４】
2009089910.tif 000016
【図１５】
2009089910.tif 000017
【図１６】
2009089910.tif 000018