專利名稱：內窺鏡攝像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過攝像裝置進行體內圖像的拍攝并向體外裝置無線傳送圖像的內窺鏡攝像裝置。
背景技術：
以往，作為通過攝像裝置進行體內圖像的拍攝并向體外裝置無線傳送圖像的內窺鏡攝像裝置的例子，例如有日本專利特表2002-508201號公報。
在該以往例中，在插入體內的攝像裝置內部內置作為軸向運動檢測器的加速度傳感器，檢測該軸向運動，而且在該軸向加速度低于預先設定的閾值時切斷電源，由此防止收集冗長的圖像，使攝像裝置的能耗最小。
但是，在上述以往例中需要在攝像裝置內內置加速度傳感器，并且利用該加速度傳感器來切斷電源，所以具有不易適當地獲得所期望的信息的缺點。
例如，不能應對希望適當地調整圖像傳送量的需求，以便在應該關注的部分或關心區(qū)域，不減少從攝像裝置向體外裝置側發(fā)送的圖像傳送量地來進行傳送，而在應該關注的部分以外的區(qū)域則降低圖像傳送量。
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供一種內窺鏡攝像裝置，不需要在攝像單元內內置加速度傳感器那樣的傳感器，可以適當地控制發(fā)送到體外裝置側的圖像的傳送量。

發(fā)明內容
本發(fā)明是一種內窺鏡攝像裝置，通過插入體內的攝像裝置進行體內的圖像的拍攝，并向配置在體外的體外裝置無線傳送圖像，所述攝像裝置具有取入圖像的攝像單元；數據發(fā)送單元，其以多種發(fā)送速率向體外裝置發(fā)送由所述攝像單元獲取的圖像；特征量檢測單元，其從所述圖像中檢測規(guī)定的特征量；以及判定單元，其根據所述特征量檢測單元的輸出判定圖像的有效性，所述數據發(fā)送單元根據所述判定單元輸出的判定結果，控制數據發(fā)送速率，從而不需要在攝像裝置內設置傳感器即可適當地控制發(fā)送到體外裝置側的圖像的傳送量。


圖1～圖19B表示本發(fā)明的第1實施方式，圖1是第1實施方式的系統(tǒng)概要圖。
圖2是表示攝像裝置的概要結構的方框圖。
圖3是攝像裝置的動作時序圖。
圖4是表示圖2中的處理單元的結構的方框圖。
圖5是處理單元的時序圖。
圖6是表示圖4中的圖像無效檢測單元的結構的方框圖。
圖7是表示圖6中的亮度范圍檢測單元的結構的方框圖。
圖8是表示圖6中的圖像變化檢測單元的結構的方框圖。
圖9是表示變形例的圖像變化檢測單元的結構的方框圖。
圖10是表示圖4中的患部檢測單元的結構的方框圖。
圖11是表示圖10中的特定顏色檢測單元的結構的方框圖。
圖12是表示圖10中的特定顏色變化檢測單元的結構的方框圖。
圖13是表示圖10中的顏色分布特性檢測單元的結構的方框圖。
圖14A～圖14F是表示正常部位和變色部位的色相及飽和度的示例圖。
圖15是表示顏色空間轉換單元的結構的方框圖。
圖16是表示圖13中的色相直方圖計算單元的結構的方框圖。
圖17A是圖16中的輸入色相值A時的直方圖存儲器的動作圖。
圖17B是圖16中的輸入色相值B時的直方圖存儲器的動作圖。
圖18是表示圖13中的色相分布特性檢測單元的結構的方框圖。
圖19A和圖19B是色相分布特性檢測單元的動作說明圖。
圖20～圖25表示本發(fā)明的第2實施方式，圖20是表示第2實施方式的處理單元的結構的方框圖。
圖21是處理單元的時序圖。
圖22是表示圖像尺寸減小單元的結構的方框圖。
圖23是圖像切取單元的動作說明圖。
圖24是圖像縮小的說明圖。
圖25是表示壓縮單元的結構的方框圖。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。
(第1實施方式)參照圖1～圖19B說明本發(fā)明的第1實施方式。首先，根據圖1～圖3說明本實施方式中使用的系統(tǒng)的基本結構。
如圖1所示，本發(fā)明的第1實施方式的內窺鏡攝像裝置或內窺鏡攝像系統(tǒng)1由攝像裝置3和體外裝置4構成，其中攝像裝置3通過插入人體2的內部，在人體2內進行攝像，并無線發(fā)送圖像數據，體外裝置4接收從該攝像裝置3無線發(fā)送的圖像數據，存儲圖像數據并顯示。
如圖1所示，攝像裝置3在膠囊形狀的密閉容器5內內置有在圖2中說明的攝像單元13等單元和電池21，把來自該電池21的電能提供給攝像單元13等。另外攝像裝置3把由攝像單元13拍攝的圖像無線發(fā)送給配置在體外的體外裝置4。
體外裝置4通過通信單元7接收從攝像裝置3側利用無線方式進行調制后發(fā)送的圖像數據，進行解調。體外裝置4把解調后的圖像數據存儲在圖像存儲單元8中，并且發(fā)送給監(jiān)視器9側，在監(jiān)視器9的顯示面上顯示所拍攝的圖像。并且，體外裝置4也可以向監(jiān)視器9側發(fā)送存儲在圖像存儲單元8中的圖像數據，并顯示該圖像。
圖2表示攝像裝置3的電氣系統(tǒng)結構。攝像裝置3具有攝像單元13，由成像插入有該攝像裝置3的體腔內的檢查對象部位等的光學像的物鏡光學系統(tǒng)11和CCD(電荷耦合器件)、CMOS(互補金屬氧化物半導體)傳感器等(固體)攝像元件12構成；圖像存儲器14，臨時存儲由攝像元件12拍攝的、通過未圖示的A/D轉換器的數字圖像數據；處理單元15，對存儲在圖像存儲器14中的圖像數據進行各種處理；數據存儲器16，臨時存儲由該處理單元15處理后的處理數據。
并且，該攝像裝置3具有通信單元17，從數據存儲器16讀出處理數據并發(fā)送給體外裝置4，并且從體外裝置4接收控制攝像裝置3用的命令；以及生成在各個單元中需要的時鐘的分頻單元18。
并且，該攝像裝置3具有輸出到各個單元的控制信號的控制單元19；變更圖像數據的處理速度的時鐘選擇器20；供給用于驅動各個單元和攝像元件12等的電氣器件電源的電池21；以及照明由攝像單元13拍攝的檢查對象部位側的、由未圖示的白色LED等構成的照明單元。
上述控制單元19向攝像元件12輸出控制攝像的攝像控制信號，向處理單元15輸出控制處理的處理控制信號，向通信單元17輸出控制通信的通信控制信號，向時鐘選擇器20輸出切換圖像存儲器14的讀寫的圖像時鐘的頻率的存儲器時鐘控制信號。
并且，處理單元15如后面所述，對來自圖像存儲器14的圖像，從該圖像中檢測規(guī)定的特征量，而且在根據該特征量的輸出判定圖像為有效部分例如患部(或者關注圖像)的情況下，向控制單元19輸出患部檢測信號，在判定為圖像無效的情況下，向控制單元19輸出圖像無效檢測信號。并且，當通信單元17從體外裝置4接收到命令時，把該命令提供給控制單元19。
并且，在本實施方式中，為了使攝像裝置3小型化，利用分頻單元18將單一的石英振子22產生的時鐘進行分頻，生成供給通信單元17的通信時鐘、供給處理單元15的處理時鐘、供給攝像元件12和圖像存儲器14的圖像時鐘。
另外，如在第2實施方式中說明的那樣，也可以由用戶從體外裝置4向控制單元19發(fā)送命令，從而從控制單元19向處理單元15發(fā)送作為用戶的控制信號的用戶控制信號，控制處理單元15的處理動作。
圖3表示攝像裝置3的動作時序圖。
攝像開始脈沖是為了以規(guī)定的周期發(fā)送圖像，由形成控制單元19的控制器的未圖示的CPU等產生的信號。攝像單元13根據攝像開始脈沖開始攝像，所拍攝的圖像數據存儲在圖像存儲器14中(在圖3中利用S1表示該處理。以后的S2等也相同)。
在存儲了一個畫面的圖像數據后，處理單元15從圖像存儲器14讀出圖像數據(S2)，進行壓縮/特征檢測等處理，該處理單元15的處理結果存儲在數據存儲器16中(S3)。在處理結束后，存儲在數據存儲器16中的數據被發(fā)送給通信單元17，在通信單元17進行調制后發(fā)送給體外裝置4(S4)。
在圖3所示本實施方式的基本系統(tǒng)中，各個單元形成為不同時動作的順序，降低了電池21的電力消耗的峰值。即，如圖3的最下級表示的那樣，形成為對攝像處理、圖像處理和發(fā)送處理進行時分、依次進行這些處理的順序，其中，在攝像處理中進行攝像并且存儲所拍攝的圖像，在圖像處理中讀出所存儲的圖像并進行圖像處理，把其結果存儲在數據存儲器16中，在發(fā)送處理中讀出進行圖像處理后的數據并發(fā)送。
并且，如上所述，向圖像存儲器14等提供圖像時鐘。
此處，圖像信號由于幀速率等的制約，需要一定程度的高速時鐘。
在攝像時，圖3所示的攝像裝置3中的除攝像單元13以外的單元(內部單元)幾乎不動作，所以消耗電力不怎么大，但在處理時和發(fā)送時，攝像裝置3的內部單元幾乎都動作，因此使內部單元按低速時鐘工作，從而降低了消耗電力。
即，使處理單元15按比圖像時鐘低速的處理時鐘工作，并且使通信單元17按比圖像時鐘低速的通信時鐘工作。
該情況下，關于圖像存儲器14，通過使用在攝像時和處理時切換高速/低速時鐘的時鐘選擇器20，降低了消耗電力。即，控制單元19通過存儲器時鐘控制信號控制時鐘選擇器20，對圖像存儲器14，在攝像時提供高速圖像時鐘，在處理時切換提供低速處理時鐘。
根據圖4～圖19B說明本實施方式的更加詳細的結構和動作。圖4表示本實施方式的處理單元15的結構。
輸入到處理單元中的圖像數據被輸入給壓縮單元24、圖像無效檢測單元25及患部檢測單元26，其中壓縮單元24進行圖像數據的壓縮，圖像無效檢測單元25及患部檢測單元26構成根據圖像數據來檢測特征量的特征量檢測單元以及判定有效性的判定單元。
壓縮單元24壓縮圖像數據使之成為減少了數據量的壓縮數據，然后存儲在數據存儲器16中。
圖像無效單元25檢測圖像中的泛白、泛黑、圖像沒有變化等與無效性相關的特征量，判斷該圖像是否無效，在檢測出圖像無效時輸出圖像無效檢測信號。
并且，患部檢測單元26檢測圖像數據內的與有無患部或其類似物相關的特征量，根據該檢測結果判定是否是關注圖像，在檢測到關注圖像時輸出患部檢測信號。
圖像無效檢測信號和患部檢測信號分別輸入控制單元19?？刂茊卧?9通過這些信號，進行下一個攝像定時和圖像數據發(fā)送的控制。
圖5表示處理單元15的時序圖。
首先，在圖像無效檢測信號有效(高電平)時，處理單元15不發(fā)送圖像數據，而且延長下一次的攝像周期。由此，不進行被判定為無效的無用圖像的處理和發(fā)送(該情況時，攝像裝置3的狀態(tài)稱為圖像無效(狀態(tài)))。
在圖像無效檢測信號無效、患部檢測信號也無效(低電平)時，攝像單元13以規(guī)定的周期進行攝像，處理單元15向體外裝置4發(fā)送正常部位的圖像(該情況時，攝像裝置3的狀態(tài)稱為正常部位圖像(狀態(tài)))。
另外，在患部檢測信號有效的情況下，認為正在拍攝應該關注的圖像，所以處理單元15為了提高其診斷能力，縮短攝像、發(fā)送周期，獲取較多的患部周圍的圖像，發(fā)送給體外裝置4(該情況時，攝像裝置3的狀態(tài)稱為患部圖像(狀態(tài)))。
這樣，在本實施方式中，處理單元15對所拍攝的圖像檢測該圖像的特征量，判定圖像的有效性即該特征量是包括無效部分還是包括有效部分，根據該判定結果，控制從通信單元17發(fā)送給體外裝置4的圖像數據的發(fā)送速率。
即，控制成在判定為圖像是包括無效部分的圖像時，停止其發(fā)送速率，在判定為正常圖像時使成為正常的發(fā)送速率，在判定為包括患部等的有效部分時，增大發(fā)送速率。
通過這樣控制，由于發(fā)送信息量較大的圖像數據，電池21的電力被消耗，針對此，增大用戶需要的有效圖像的發(fā)送速率，降低其它圖像的發(fā)送速率，可以把電池21的電力消耗自動調整為合適狀態(tài)。
除以上的動作外，控制單元19根據來自體外裝置4的命令接收，進行攝像、發(fā)送周期的控制，并且，根據其它命令的接收，使攝像裝置3內部的攝像、發(fā)送周期的控制無效，使基于來自體外裝置4的命令的控制優(yōu)先，進行攝像、發(fā)送周期的控制。
由此，在體外裝置4側進行了更高級的判定時，可以利用命令把該判定結果發(fā)送給攝像裝置3，根據該命令來控制攝像裝置3的攝像、發(fā)送速率。
下面，說明各個單元的具體結構和動作。
圖6表示圖4的圖像無效檢測單元25的結構。
圖像無效檢測單元25由亮度范圍檢測單元27、圖像變化檢測單元28、圖像壓縮尺寸比較單元29、被輸入它們的輸出信號的“或”電路30構成。
亮度范圍檢測單元27檢測亮度值的平均值，在過亮和過暗時，向“或”電路30輸出亮度范圍外檢測信號。圖像變化檢測單元28根據圖像數據、平均亮度值、(圖像)壓縮尺寸，檢測圖像是否沒有變化、即攝像裝置3是否處于在體內沒有移動的狀態(tài)，向“或”電路30輸出圖像無變化檢測信號。
圖像壓縮尺寸比較單元29比較圖像的壓縮尺寸是否小于等于閾值(Th_size)，在小于等于該值時，例如對于沒有對好焦的模糊圖像的情況，向“或”電路30輸出圖像壓縮尺寸范圍外檢測信號。在檢測出以上的任一情況時，經過“或”電路30向控制單元19輸出圖像無效檢測信號。
在圖6中，在其下側利用( )表示通過圖像壓縮尺寸比較單元29進行壓縮尺寸是否小于等于Th_size的比較的動作。這種比較動作同樣適用于其它附圖。
圖7表示圖6中的亮度范圍檢測單元27的結構。
亮度范圍檢測單元27具有對輸入圖像信號的所有像素的亮度值進行累計的亮度值累計單元31；對通過該亮度值累計單元31累計的亮度值累計值除以像素數，或乘以1/像素數，計算圖像信號的平均亮度值Yav的乘算單元32。
并且，該亮度范圍檢測單元27具有黑色電平閾值比較單元33和白色電平閾值比較單元34，分別進行從該乘算單元32輸出的平均亮度值Yav是否小于黑色電平的閾值(Th_Black)、或是否大于白色電平的閾值(Th_White)的比較；“或”電路35，被輸入黑色電平閾值比較單元33和白色電平閾值比較單元34的輸出信號。
并且，該亮度范圍檢測單元27從該“或”電路35輸出進行了圖像是否過亮或過暗的判定后得到的亮度范圍外信號。
圖8是圖6中的圖像變化檢測單元28的一例。該例的圖像變化檢測單元28根據所述平均亮度值Yav和從壓縮單元24輸出的壓縮尺寸來檢測圖像的變化。
因此，平均亮度值Yav和壓縮尺寸被分別保存在保存前一個幀的平均亮度值Yav和壓縮尺寸的前一幀平均亮度值保存單元36和前一幀壓縮尺寸保存單元37中。
前一個幀的平均亮度值Yav和當前幀的平均亮度值被輸入平均亮度值比較單元38，并且前一個幀的壓縮尺寸和當前幀的壓縮尺寸值被輸入壓縮尺寸比較單元39。
平均亮度值比較單元38和壓縮尺寸比較單元39運算各個值的前一幀和當前幀的差分，如果其絕對值收斂于一定范圍內，則判定為圖像沒有變化，向“與”電路40分別輸出平均亮度值和壓縮尺寸的無變化檢測信號。
并且，“與”電路40根據平均亮度值和壓縮尺寸這兩個無變化檢測信號的邏輯積，輸出圖像無變化檢測信號。
另外，圖9表示圖像變化檢測單元28的變形例。在該變形例的圖像變化檢測單元28中，從圖2中的圖像存儲器14進行當前幀的圖像和前一幀的圖像的讀出，把兩個圖像輸入圖像差分運算單元41。
在該圖像差分運算單元41中，分別對每個像素進行當前幀和前一幀的差分運算，該結果的差分圖像被輸入差分累計單元42，運算累計值。并且，該累計值被輸入差分累計值比較單元43。
該差分累計值比較單元43將一幀的累計值與規(guī)定的閾值(例如Th)進行比較，在小于閾值時判定為圖像沒有變化，輸出圖像無變化檢測信號。
如上述那樣，在判定為圖像不值得觀察、過亮或過暗時，或者與以前發(fā)送的圖像相同時，不進行圖像數據的發(fā)送，所以能夠降低電池21的消耗電力。
圖10表示圖4中的患部檢測單元26的結構。
本實施方式的患部檢測單元26檢測與正常部位相比改變了顏色的患部(潰瘍、腫瘤、出血等)，由以下部分構成被輸入圖像數據(R、G、B)的特定顏色檢測單元46和顏色分布特性檢測單元47；根據來自特定顏色檢測單元46的特定顏色像素數來檢測特定顏色變化的特定顏色變化檢測單元48；被輸入這三個單元的輸出信號的“或”電路49。
被輸入圖像數據(R、G、B)的特定顏色檢測單元46根據患部所在的規(guī)定或特定的顏色空間內的像素數是否大于等于一定量來檢測患部，該情況下，向“或”電路49輸出特定顏色檢測信號。
并且，特定顏色變化檢測單元48是在所述患部所在的規(guī)定的顏色空間的像素數、即特定顏色像素數具有變化時用于檢測患部的單元，該情況下，向“或”電路49輸出特定顏色變化檢測信號。
并且，顏色分布特性檢測單元47根據所輸入的圖像數據計算色相和飽和度，根據其特性檢測患部，該情況下，向“或”電路49輸出顏色分布特性檢測信號。通過并行進行這些檢測，在患部的變色存在某種程度的個人差異時，也能夠可靠地檢測。
在圖10的情況下，在檢測到特定顏色檢測信號、特定顏色變化檢測信號、顏色分布特性檢測信號中任一個的情況下，經過“或”電路49向控制單元19輸出患部檢測信號。
以下說明圖10中的各個單元的結構和作用。圖11表示特定顏色檢測單元46的結構。
特定顏色檢測單元46通過圖像數據比較單元51，對于圖像信號(在本實施方式中為圖10所示的R、G、B)的各值進行是否都在規(guī)定的范圍內的閾值比較。
具體講，如圖11所示，在圖像數據比較單元51中分別進行R、G、B的值是否為Th_Min＜R＜Th_Max、Th_Min＜G＜Th_Max、Th_Min＜B＜Th_Max的比較判定，將該結果輸出給“與”電路，通過“與”電路獲得它們的邏輯積的結果。
在R、G、B都在規(guī)定的范圍內時，把結果作為特定顏色像素輸出給下一級的特定顏色像素數計數單元52，在該特定顏色像素數計數單元52中進行像素數的計數。
由此，檢測圖像中的特定顏色像素所占的值(特定顏色像素數)。該特定顏色像素數被輸入圖10所示的特定顏色變化檢測單元48，并且輸入圖11所示的特定顏色像素數比較單元53。
在該特定顏色像素數比較單元53中，將特定顏色像素數與規(guī)定的閾值Th_Num進行比較，如果大于等于閾值Th_Num，則判定為患部的特定顏色檢測。并且，把前述的特定顏色像素數(的值)輸出給特定顏色變化檢測單元46。
圖12表示圖10中的特定顏色變化檢測單元48的結構。
從特定顏色檢測單元46向構成特定顏色變化檢測單元48的前一幀特定顏色像素數保存單元56和特定顏色像素數差分運算單元57輸入特定顏色像素數，前一幀特定顏色像素數保存單元56保存前一幀的特定顏色像素數的值。
在特定顏色像素數差分運算單元57中進行計算前一幀和當前幀的特定顏色像素數的差分的運算，該運算結果被輸入特定顏色像素數差分比較單元58。在該特定顏色像素數差分比較單元58中，針對該差分是否大于等于規(guī)定的值，與閾值Th_Dif進行比較，如果大于等于閾值Th_Dif，則檢測為特定顏色變化，輸出特定顏色變化檢測信號。
圖13表示圖10中的顏色分布特性檢測單元47的結構。
在顏色空間轉換單元47中，通過顏色空間轉換單元61把所輸入的RGB圖像轉換為色相和飽和度。然后，對于各個值，通過色相直方圖計算單元62和飽和度直方圖計算單元63，分別檢測色相和飽和度各自的直方圖(頻度分布)。
色相直方圖和飽和度直方圖(的數據)分別被輸入色相分布特性檢測單元64和飽和度分布特性檢測單元65。色相分布特性檢測單元64和飽和度分布特性檢測單元65進行各個直方圖是否具有后述的規(guī)定特性的檢測，在檢測出具有規(guī)定特性的情況下，向“或”電路66分別輸出色相分布特性檢測信號和飽和度分布特性檢測信號。
并且，在檢測出哪一方具有規(guī)定的特性時，經過“或”電路66輸出顏色分布特性檢測信號。
圖14表示患部的色相和飽和度的顏色分布特性的一例。
圖14A和圖14B是正常部位的各個色相和飽和度的特性例。在正常部位，所拍攝的內臟大致均勻，所以色相和飽和度均在一處產生峰值。
圖14C和圖14D是拍攝了由于潰瘍/腫瘤而發(fā)生了變色的變色部位時的色相和飽和度的特性例。圖像的一部分色相不同，所以除了正常部位的峰值外，還在另外一處產生了峰值。
圖14E和圖14F是拍攝了由于出血等而發(fā)生了變色的部位時的色相和飽和度的特性例，該情況時色相沒有變化，但在正常部位和出血部位的飽和度不同，所以對于飽和度，除了正常部位產生的峰值外，還在另外一處產生了峰值。
這樣，在圖像中具有變色部位時，在色相/飽和度的直方圖中，隔開規(guī)定距離產生多個峰值。
下面，說明各個單元的具體動作。
圖15表示圖13中的顏色空間轉換單元61的結構的一例。該示例是把RGB空間的輸入的圖像數據轉換為色相(H)和飽和度(S)。
因此，圖像數據被輸入Max值檢測單元71和Min值檢測單元72。對輸入的圖像數據，Max值檢測單元71和Min值檢測單元72比較各個像素的R、G、B的各自的值，選擇最大值和最小值，分別作為Max值、Min值輸出給飽和度計算單元73和色相計算單元74。并且，Max值檢測單元71向色相計算單元74輸出表示Max值是RGB中哪一個的Max_RGB信號。另外，向色相計算單元74輸入圖像數據。
飽和度計算單元73進行飽和度S＝(Max值-Min值)/(Max值)的運算，根據所述Max值和Min值計算飽和度。
并且，色相計算單元74根據表示Max值是RGB中哪一個的Max_RGB信號，通過下述運算計算色相的值。
即，在R是Max時，色相H＝(G-B)/(Max-Min)在G是Max時，色相H＝2+(B-R)/(Max-Min)在B是Max時，色相H＝4+(R-G)/(Max-Min)如此來計算色相。
圖16表示圖13中的色相直方圖計算單元62的結構。該色相直方圖計算單元62由直方圖存儲器76和進行+1的加法計算的加法器77構成。
向直方圖存儲器76的地址中輸入色相值，當被輸入色相值時，存儲在該地址中的值被加1。圖17A和圖17B表示直方圖存儲器76的動作。
圖17A是輸入了色相值A的情況。存儲在地址A中的數據N被加1，存儲N+1。圖17B是繼續(xù)輸入了色相值B的情況，存儲在地址B中的M被加1，并加算M+1。對所有像素重復以上動作，由此各個色相值的頻度分布被存儲在直方圖存儲器76中。
另外，圖13中的飽和度直方圖計算單元63也是相同結構，所以省略其結構和作用的說明。
圖18表示圖13中的色相分布特性檢測單元64的結構。該色相分布特性檢測單元64由以下部分構成將直方圖值Hist與規(guī)定的閾值Th_Hist進行比較的直方圖值比較單元81；在比較結果為超過了閾Th_Hist時，鎖存相應的色相值的鎖存電路82a、82b；運算被鎖存的色相值之間的差分的色相值差分計算單元83；比較差分是否在規(guī)定的范圍內的色相值差分比較單元84。
下面，使用圖19A和圖19B說明色相分布特性檢測單元64的動作。
圖19A表示所輸入的色相值直方圖，圖19B表示將色相值直方圖值和閾值進行比較、檢測色相值間距離的動作說明圖。
這樣，直方圖值比較單元81通過與閾值比較，在直方圖的峰值位置附近輸出脈沖。圖18的鎖存電路82a、82b根據該脈沖分別鎖存對應的色相值。下一級的色相值差分計算單元83使用分別被鎖存的色相值，運算色相值間距離。
即，通過以上動作，如圖19B所示求出峰值色相值間距離。當該距離在規(guī)定范圍內時(在圖18中利用Th_DIF1＜差分＜Th_DIF2表示該范圍)，作為具有與正常圖像不同的色相的部位的圖像，色相值差分比較單元84輸出色相分布特性檢測信號。
另外，圖15的飽和度分布特性檢測單元73也利用相同結構來實現。
以上所述根據本實施方式，從所拍攝的圖像中檢測圖像中的具有特定顏色的像素的數量等規(guī)定特征量，對所檢測的結果進行其有效性的判定，從而控制所拍攝的圖像向體外裝置4側的發(fā)送速率，所以能夠把電池21的大負荷圖像傳輸的電力消耗設定成合適狀態(tài)。
并且，根據本實施方式，在體外裝置4側能夠高效地獲得所需要的圖像，具有不需要或能大幅減輕以往例那樣從無用的圖像中提取需要的圖像那種花費時間的作業(yè)的效果。
即，能夠降低在拍攝了無效圖像的情況下的該圖像傳輸的無用電力消耗，而且在有效圖像的情況下不抑制圖像傳輸速率，能夠向體外裝置4發(fā)送診斷用的詳細圖像，能夠有效利用電池21的電能，能夠高效地收集診斷用圖像。
并且，不發(fā)送無用圖像，在患部的顏色因個人差異等而不同時，也能夠可靠地檢測變色/出血等的患部，發(fā)送診斷用的詳細圖像，改善手術醫(yī)生的圖像診斷環(huán)境。
(第2實施方式)下面，根據圖20～圖25說明本發(fā)明的第2實施方式。
圖20表示第2實施方式的處理單元15的結構。輸入到處理單元15的圖像數據分別被輸入圖像尺寸減小單元85、圖像無效檢測單元25、患部檢測單元26。
圖像尺寸減小單元85是根據來自圖像無效檢測單元25和患部檢測單元26的控制，控制圖像尺寸的減小的單元。
即，圖像尺寸減小單元85根據來自圖像無效檢測單元25的圖像無效檢測信號，使圖像尺寸減小，并且在輸入了來自患部檢測單元26的患部檢測信號時，抑制圖像尺寸的減小。
該圖像尺寸減小單元85的輸出圖像被輸入壓縮單元86。壓縮單元86根據來自患部檢測單元26的控制信號改變壓縮率，向圖2的通信單元17輸出被壓縮后的圖像。
即，壓縮單元86在輸入了來自患部檢測單元26的患部檢測信號的情況下，降低圖像數據的壓縮率，把以較低的壓縮率壓縮后的壓縮數據發(fā)送給通信單元17。
通信單元17向體外裝置4發(fā)送該壓縮數據。
圖像無效檢測單元25檢測圖像無效(泛白、泛黑、獲取圖像沒有變化等)的情況。并且，患部檢測單元26根據圖像數據檢測有無患部或其類似物。
并且，也通過控制單元19根據從體外裝置4接收的命令而輸出的用戶控制信號，進行圖像尺寸的減小率、壓縮率的控制，同時進行基于圖像無效信號和患部檢測信號的控制的開啟/關閉的控制。如前面所述，根據來自用戶的命令輸入，可以控制圖像尺寸的壓縮率等。
圖21表示處理單元15的時序圖。
在檢測出圖像無效的情況下，使圖像尺寸最小，而且使壓縮率最高。由此，把發(fā)送數據量抑制為最小。這主要為了發(fā)送進行攝像裝置3的狀態(tài)監(jiān)視用的最低限的信息。
然后在不是檢測出無效、也不是檢測出患部的情況下，即正常部位的情況下，把圖像尺寸、壓縮率設為中等程度。這是為了把正常部位的圖像作為參照用圖像發(fā)送給體外裝置4。在患部檢測為有效時，為了增加患部圖像的信息量，不減小圖像尺寸，并且壓縮率也較低，以最高圖像質量向外部輸出。
另外，關于圖20的患部檢測單元26和圖像無效檢測單元25，和第1實施方式的結構相同，所以省略其說明。
圖22A表示本實施方式中的圖像尺寸減小單元85的結構。
圖像尺寸減小單元85由圖像切取單元87、位長度削減單元88、圖像縮小單元89、和選擇來自各個單元的圖像的選擇器90a、90b、90c構成，根據患部檢測信號、圖像無效信號和用戶控制信號，進行從原始圖像減小尺寸等的控制。
并且，如圖22B所示，根據基于圖像無效信號和患部檢測信號的判斷結果，具體講根據圖像無效時、正常部位拍攝時、患部檢測時，通過選擇器90a～90c輸出從原始圖像減小了尺寸后得到的圖像等。
例如，圖像切取單元87通過圖像的切取來減小視場角(圖像的像素尺寸)，從而減少像素數。
圖23表示圖像切取單元87的圖像切取示例。在該示例中，對作為原始圖像的具有640×480像素的圖像，僅切取其中心部分，輸出中央部分具體講輸出160×120像素的圖像。并且，例如在圖像無效信號檢測出圖像無效時，向后級側輸出該切取的圖像。在圖像無效信號未檢測出圖像無效時，向后級側輸出沒有進行圖像切取的原始圖像。
圖22A的位長度削減單元88通過減小圖像的位長度，來降低圖像尺寸。
在本實施方式中，例如通過把8位灰度減少為4位，來減小圖像的位長度。
圖像縮小單元89進行像素的間隔剔除，圖24表示其示例。在該示例中，把上部側顯示的640×480的圖像，通過間隔剔除縮小為其下部側所示的160×120像素。通常，在單純的像素的間隔剔除中會產生圖像質量問題，所以一并進行基于雙線性(bi-linear)、雙三次(bi-cubic)算法等的插值處理。
在本實施方式中，在判斷為圖像無效時，發(fā)送能夠判定攝像裝置3的狀態(tài)、即是否產生泛白、泛黑、停止中的任一情況的級別的圖像。此時，通過圖像切取部僅得到視場角的一部分，通過削減位長度，使位長度為4位，圖像被縮小。
然后，在圖像無效和患部雙方均未被檢測出的情況下，由于發(fā)送作為參照用的正常部位的圖像，所以停止圖像切取和位長度的削減，只進行圖像縮小，輸出圖像。
另外，在檢測出患部時，為了形成診斷用的最高圖像質量，不進行任何的圖像尺寸減小。
并且，如前面所述，也可以根據從體外裝置4接收的命令的用戶控制信號進行各個單元的控制。
根據上面所述，根據需要而減小了圖像尺寸后的圖像數據，通過壓縮單元86被壓縮。在本實施方式中，圖像壓縮使用JPEG(聯(lián)合圖像專家組)，如果是基于JPEG的壓縮，可以根據壓縮參數表任意地改變壓縮率。
圖25表示圖20中的壓縮單元86的概要結構。該壓縮單元86由以下部分構成分別以高、中等、低壓縮率進行壓縮的高壓縮表91、中等壓縮表92、低壓縮表93；從其中選擇一個的選擇器94；根據所選擇的壓縮表進行JPEG壓縮的JPEG單元95。
這樣，在輸入了圖像無效檢測信號的情況下，把壓縮表切換為壓縮率高的壓縮表，在輸入了患部檢測信號的情況下切換為壓縮率低的壓縮表，在未檢測出其中任一個的情況下使用中等程度的表。
并且，與圖像尺寸減小單元相同，也可以根據從體外裝置4接收的命令的用戶控制信號進行表的控制。
如上所述，根據本實施方式，根據圖像的重要性(有效性)的判定結果來切換圖像尺寸和壓縮數據尺寸，通過縮短壓縮和通信時間，實現消耗電力的降低，而且可以發(fā)送診斷時需要的高像質的圖像。
并且，通過這樣控制，可以抑制不需要的圖像時的電池21的電力消耗，可以長時間使用。
本發(fā)明當然可以進行各種變形，在上述的實施方式中，分別分開進行圖像數據的發(fā)送間隔的控制和發(fā)送數據尺寸的控制，但也可以把它們組合來使用。
并且，考慮在進行患部檢測時，進行具有所期望的顏色的區(qū)域是否具有規(guī)定的大小的檢測，并與上述記載的方式組合使用等的應用，這些情況也屬于本發(fā)明的范圍。
如以上所說明的，根據本發(fā)明，不需要在攝像裝置內設置傳感器，可以把對體外裝置側的圖像的傳送量控制為合適的值。
如上所述，本發(fā)明的內窺鏡攝像裝置向體內插入攝像裝置，利用該攝像裝置拍攝體內的各個部分，把所拍攝的圖像以無線方式發(fā)送給配置在體外的體外裝置。通過適當控制發(fā)送到體外裝置側的圖像的傳送量，可以獲得適合于內窺鏡檢查的圖像。
權利要求
1.一種內窺鏡攝像裝置，通過插入體內的攝像裝置進行體內的圖像的拍攝，并向配置在體外的體外裝置無線傳送圖像，其特征在于，所述攝像裝置具有取入圖像的攝像單元；數據發(fā)送單元，其以多種發(fā)送速率向體外裝置發(fā)送由所述攝像單元獲取的圖像；特征量檢測單元，其從所述圖像中檢測規(guī)定的特征量；以及判定單元，其根據所述特征量檢測單元的輸出判定圖像的有效性，所述數據發(fā)送單元根據所述判定單元輸出的判定結果，控制數據發(fā)送速率。
2.根據權利要求1所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述判定單元具有判定圖像是有效還是無效的無效判定單元；和判定圖像是否是關注圖像的關注圖像判定單元，根據各個判定結果的組合，通過多個階段來判定圖像的有效性，并輸出判定結果。
3.根據權利要求1所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有像素數檢測單元，其檢測圖像中的具有特定顏色的像素的數量作為特征量，所述判定單元在所述特定顏色像素的數量大于等于規(guī)定的閾值時，使圖像為有效。
4.一種內窺鏡攝像裝置，通過攝像裝置進行體內圖像的拍攝，并向體外裝置無線傳送圖像，其特征在于，所述攝像裝置具有取入圖像的攝像單元；壓縮單元，其壓縮由所述攝像單元獲取的圖像；數據發(fā)送單元，其以多種發(fā)送速率向體外裝置發(fā)送由所述壓縮單元壓縮后的數據；判定單元，其將由所述壓縮單元壓縮后的數據尺寸與規(guī)定的閾值進行比較，判定圖像的有效性，所述數據發(fā)送單元根據所述判定單元輸出的判定結果，控制數據發(fā)送速率。
5.根據權利要求1所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述判定單元具有判定圖像是有效還是無效的無效判定單元；和判定圖像是否是關注圖像的關注圖像判定單元，根據各個判定結果的組合，通過多個階段來判定圖像的有效性，并輸出判定結果。
6.根據權利要求1所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有像素數檢測單元，其檢測圖像中的具有特定顏色的像素的數量作為特征量，所述判定單元在所述特定顏色像素的數量大于等于規(guī)定的閾值時，使圖像為有效。
7.根據權利要求1所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有像素數檢測單元，其檢測圖像中的具有特定顏色的像素的數量；像素數存儲單元，其存儲所述檢測出的像素數；以及像素數比較運算單元，其對存儲在所述像素數存儲單元中的過去的像素數和當前的像素數進行比較運算，輸出像素數的變化量作為特征量，所述判定單元在所述像素數的變化量大于等于規(guī)定的閾值時，使圖像為有效。
8.根據權利要求1所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有顏色分布檢測單元，其檢測圖像中的顏色分布的特性；以及顏色分布比較運算單元，其對所檢測出的顏色分布和規(guī)定的顏色分布進行比較運算，輸出顏色分布的誤差作為特征量，所述判定單元在所述顏色分布的誤差小于等于規(guī)定的閾值時，使圖像為有效。
9.根據權利要求1所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有亮度平均值運算單元，其檢測圖像中的亮度值的平均值作為特征量，所述判定單元在所述亮度平均值在規(guī)定的范圍內時，使圖像為有效。
10.根據權利要求1所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有亮度平均值運算單元，其檢測圖像中的亮度值的平均值；亮度平均值存儲單元，其存儲所述亮度平均值；以及亮度平均值比較運算單元，其對存儲在所述亮度平均值存儲單元中的過去的亮度平均值和當前的亮度平均值進行比較運算，輸出亮度平均值的變化量作為特征量，所述判定單元在亮度平均值的變化量大于等于規(guī)定的閾值時，使圖像為有效。
11.根據權利要求1所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有存儲所拍攝的圖像的圖像存儲單元；以及圖像數據差分運算單元，其運算存儲在所述圖像存儲單元中的過去的圖像數據和當前的圖像數據的差分，并作為特征量輸出，所述判定單元在差分大于等于規(guī)定的值時，判定圖像為有效。
12.根據權利要求1所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述攝像裝置具有命令接收單元，其接收來自體外裝置的多種命令，所述數據發(fā)送單元根據所述命令接收單元接收的命令來控制數據發(fā)送速率，并且根據所述命令接收單元接收的其它命令，使所述判定單元執(zhí)行的數據發(fā)送速率的控制無效。
13.一種內窺鏡攝像裝置，通過攝像裝置進行體內圖像的拍攝，并向體外裝置無線傳送圖像，其特征在于，所述攝像裝置具有取入圖像的攝像單元；數據處理單元，其對由所述攝像單元獲取的圖像，進行以多種比率降低數據量的處理；數據發(fā)送單元，其把由所述數據處理單元處理后的數據發(fā)送給體外裝置；從所述圖像中檢測規(guī)定的特征量的特征量檢測單元；以及根據所述特征量判定圖像的有效性的判定單元，所述數據處理單元根據所述判定單元輸出的判定結果，控制數據量降低率。
14.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述判定單元具有判定圖像是有效還是無效的無效判定單元；和判定圖像是否是關注圖像的關注圖像判定單元，根據各個判定結果的組合，通過多個階段來判定圖像的有效性，并輸出判定結果。
15.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有像素數檢測單元，其檢測圖像中的具有特定顏色的像素的數量作為特征量，所述判定單元在所述特定顏色像素的數量大于等于規(guī)定的閾值時，使圖像為有效。
16.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有像素數檢測單元，其檢測圖像中的具有特定顏色的像素的數量；像素數存儲單元，其存儲所述檢測出的像素數；以及像素數比較運算單元，其對存儲在所述像素數存儲單元中的過去的像素數和當前的像素數進行比較運算，輸出像素數的變化量作為特征量，所述判定單元在所述像素數的變化量大于等于規(guī)定的閾值時，使圖像為有效。
17.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有顏色分布檢測單元，其檢測圖像中的顏色分布的特性；以及顏色分布比較運算單元，其對所檢測出的顏色分布和規(guī)定的顏色分布進行比較運算，輸出顏色分布的誤差作為特征量，所述判定單元在所述顏色分布的誤差小于等于規(guī)定的閾值時，使圖像為有效。
18.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有亮度平均值運算單元，其檢測圖像中的亮度值的平均值作為特征量，所述判定單元在所述亮度平均值在規(guī)定的范圍內時，使圖像為有效。
19.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有亮度平均值運算單元，其檢測圖像中的亮度值的平均值；亮度平均值存儲單元，其存儲所述亮度平均值；以及亮度平均值比較運算單元，其對存儲在所述亮度平均值存儲單元中的過去的亮度平均值和當前的亮度平均值進行比較運算，輸出亮度平均值的變化量作為特征量，所述判定單元在亮度平均值的變化量大于等于規(guī)定的閾值時，使圖像為有效。
20.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述特征量檢測單元具有存儲所拍攝的圖像的圖像存儲單元；以及圖像數據差分運算單元，其運算存儲在所述圖像存儲單元中的過去的圖像數據和當前的圖像數據的差分，并作為特征量輸出，所述判定單元在差分大于等于規(guī)定的值時，判定圖像為有效。
21.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述數據處理單元具有圖像縮小單元，其以多種縮小率來縮小圖像數據。
22.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述數據處理單元具有位長度調整單元，其把圖像數據的位長度切換為多種長度。
23.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述數據處理單元具有圖像切取單元，其切取圖像數據的一部分并輸出。
24.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述數據處理單元具有壓縮單元，其以多種壓縮率來壓縮圖像數據。
25.根據權利要求13所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述攝像裝置具有命令接收單元，其接收來自體外裝置的多種命令，所述數據處理單元根據所述命令接收單元接收的命令來控制數據量降低率，并且根據所述命令接收單元接收的其它命令，使所述判定單元執(zhí)行的數據量降低率的控制無效。
26.一種內窺鏡攝像裝置，通過攝像裝置進行體內圖像的拍攝，并向體外裝置無線傳送圖像，其特征在于，所述攝像裝置具有取入圖像的攝像單元；壓縮單元，其壓縮由所述攝像單元獲取的圖像；數據發(fā)送單元，其以多種發(fā)送速率向體外裝置發(fā)送由所述壓縮單元壓縮后的數據；以及判定單元，其將由所述壓縮單元壓縮后的數據尺寸與規(guī)定的閾值進行比較，判定圖像的有效性，所述數據發(fā)送單元根據所述判定單元輸出的判定結果，控制數據發(fā)送速率。
27.根據權利要求26所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述攝像裝置具有命令接收單元，其接收來自體外裝置的多種命令，所述數據發(fā)送單元根據所述命令接收單元接收的命令來控制數據發(fā)送速率，并且根據所述命令接收單元接收的其它命令，使所述判定單元執(zhí)行的數據發(fā)送速率的控制無效。
28.一種內窺鏡攝像裝置，通過攝像裝置進行體內圖像的拍攝，并向體外裝置無線傳送圖像，其特征在于，所述攝像裝置具有取入圖像的攝像單元；壓縮單元，其壓縮由所述攝像單元獲取的圖像；數據發(fā)送單元，其以多種發(fā)送速率向體外裝置發(fā)送由所述壓縮單元壓縮后的數據；壓縮數據尺寸存儲單元，其存儲由所述壓縮單元壓縮后的數據尺寸；壓縮數據尺寸差分運算單元，其運算存儲在所述壓縮數據尺寸存儲單元中的過去的壓縮數據尺寸和當前的壓縮數據尺寸的差分；以及判定單元，其將所述壓縮數據尺寸的差分與規(guī)定的閾值進行比較，判定圖像的有效性，所述數據發(fā)送單元根據所述判定單元輸出的判定結果，控制數據發(fā)送速率。
29.根據權利要求28所述的內窺鏡攝像裝置，其特征在于，所述攝像裝置具有命令接收單元，其接收來自體外裝置的多種命令，所述數據發(fā)送單元根據所述命令接收單元接收的命令來控制數據發(fā)送速率，并且根據所述命令接收單元接收的其它命令，使所述判定單元執(zhí)行的數據發(fā)送速率的控制無效。
30.一種內窺鏡攝像裝置，通過攝像裝置進行體內圖像的拍攝，并向體外裝置無線傳送圖像，其特征在于，所述攝像裝置具有取入圖像的攝像單元；存儲單元，其存儲由所述攝像單元獲取的圖像；以及處理單元，其從所述存儲單元讀出圖像，進行規(guī)定的處理，在存儲圖像時，所述存儲單元以與所述攝像單元相同的高速時鐘工作，在處理圖像時，所述存儲單元以與所述處理單元相同的低速時鐘工作。
全文摘要
利用插入體內的攝像裝置進行體內圖像的拍攝，向配置在體外的體外裝置無線傳送圖像。攝像裝置具有取入圖像的攝像部；數據發(fā)送部，其以多種發(fā)送速率向體外裝置發(fā)送由該攝像部獲取的圖像；特征量檢測部，其從圖像中檢測規(guī)定的特征量；以及判定部，其根據特征量檢測部的輸出判定圖像的有效性。數據發(fā)送部根據所述判定部輸出的判定結果，控制數據發(fā)送速率。
文檔編號A61B5/00GK1874713SQ20048003167
公開日2006年12月6日 申請日期2004年3月4日 優(yōu)先權日2004年3月4日
發(fā)明者穗滿政敏, 古藤田薰, 東基雄 申請人:奧林巴斯株式會社