JP2003093328A - 内視鏡挿入方向検出方法及び内視鏡挿入方向検出装置 - Google Patents

内視鏡挿入方向検出方法及び内視鏡挿入方向検出装置

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JP2003093328A JP2001292230A JP2001292230A JP2003093328A JP 2003093328 A JP2003093328 A JP 2003093328A JP 2001292230 A JP2001292230 A JP 2001292230A JP 2001292230 A JP2001292230 A JP 2001292230A JP 2003093328 A JP2003093328 A JP 2003093328A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像視野内から管腔が外れた場合等において
も挿入方向を検出する。 【解決手段】 ステップＳ１で入力される内視鏡画像の
ＲＧＢ画像の中で、Ｒ画像を取得する。ステップＳ２で
Ｒ画像上にＭ個（Ｍは１以上の整数）のサンプリング画
素を設定する。ステップＳ３で各サンプリング画素の明
暗勾配方向を得るための勾配ベクトルの算出を行う。ス
テップＳ４で管腔方向検出を行う。ステップＳ５で得ら
れた管腔方向に対応する方向を挿入方向として矢印情報
を画像に重畳し、表示装置に表示の上、ステップＳ１に
戻り次のフレームに対し一連の処理を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内視鏡の挿入方向検
出方法及び挿入方向検出装置に係り、特に医療分野にお
ける大腸及び工業分野におけるパイプ配管のように管腔
構造を有する対象の観察及び検査に対する内視鏡挿入方
向検出方法及び内視鏡挿入方向検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、体腔内に可僥性を有する細長の挿
入部を挿入することにより、体腔内臓器を観察したり、
必要に応じチャンネル内に挿通した処置具を用いて各種
治療処置のできる医療用内視鏡が広く利用されている。
また、工業分野においても建造物の配管等の内部腐食状
態の観察等に工業用内視鏡が用いられている。
【０００３】これらの各種検査における内視鏡の挿入に
おいては、操作者である医師や技術者が内視鏡象を観察
しながら、進行方向を判断している。
【０００４】一方、例えば大腸検査における挿入手技は
難易度が高く、非常に熟練を要するものとなっている
が、その原因としては大腸の形状の複雑さ、管腔の狭
さ、さらにはそれらの個人差があげられる。また、挿入
は確実かつ慎重に行う必要があるため、経験の浅い医師
には非常に負担がかかるものとなっている。
【０００５】内視鏡の挿入は基本的に管腔の伸びる方向
に向けて行われるが、常に内視鏡装置の視野内に管腔方
向が存在しているとは限らず、大腸の屈曲する部位（シ
グモイド、肝湾曲、牌湾曲等）や腸壁・襞（ひだ、ｆｏ
ｌｄ）に対する近接時等においては、操作者である医師
の経験及び知識に基づき挿入方向を判断する必要があ
る。
【０００６】このような条件下において、医師は多くの
検査経験を積み、様々な判断要素を用いて挿入方向を決
定して行く。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熟練し
ていない医師にとってはどのような情報を用いてどのよ
うに判断するかという知識や経験が乏しく、管腔を再度
視野にとらえるために内視鏡を引き戻す操作等が必要と
なり、検査時間の遅延や患者の苦痛等が発生する原因と
なっていた。
【０００８】また、工業分野における配管検査において
も、配管を構成するパイプの複雑な屈曲等の理由によ
り、挿入における操作者への負担が大きくなっていた。
【０００９】一方、挿入方向検出手法として、特許２７
１０３８４及び特許２６８０１１１が開示されている
が、これらは画像視野内に存在する管腔を検出すること
を主眼としたものであり、視野内から管腔が外れた場合
等において挿入方向を検出するという効果は得られなか
った。
【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、第１の目的は画像視野内から管腔が外れた場合等
においても挿入方向を検出することのできる内視鏡挿入
方向検出方法の提供である。
【００１１】また、第２の目的は、挿入検出処理結果に
基づき操作者に挿入方向情報を提示することによりスム
ーズな内視鏡検査を実現することのできる内視鏡挿入方
向検出装置の提供である。
【００１２】また、第３の目的は、大腸内視鏡検査にお
ける粘膜表面の過近接時等、挿入方向検出が困難となっ
た場合に操作者に適切な操作を促すことのできる内視鏡
挿入方向検出方法の提供である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の内視鏡挿入方向検出方法は、内視鏡画像を入力する第
１のステップと、前記内視鏡画像における明暗変化の方
向を検出する第２のステップと、前記検出結果に基づき
内視鏡の挿入方向に関する情報を生成する第３のステッ
プとを備えて構成される。
【００１４】本発明の請求項４に記載の内視鏡挿入方向
検出方法は、内視鏡の挿入方向の候補となる挿入侯補方
向を設定する第１のステップと、内視鏡画像を入力する
第２のステップと、前記内視鏡画像における明暗変化の
方向を検出する第３のステップと、前記複数の挿入候補
方向及び前記明暗変化の方向の類似性を評価する第４の
ステップと、前記評価結果に基づき内視鏡の挿入方向を
決定する第５のステップとを備えて構成される。
【００１５】本発明の請求項９に記載の内視鏡挿入方向
検出方法は、内視鏡画像を入力する第１のステップと、
前記内視鏡画像において高い濃度値を有する画素を抽出
する第２のステップと、前記抽出画素の分布の状態を近
似する近似式を生成する第３のステップと、前記近似結
果に基づき内視鏡の挿入方向を決定する第４のステップ
とを備えて構成される。
【００１６】本発明の請求項１５に記載の内視鏡挿入方
向検出方法は、内視鏡画像を入力する第１のステップ
と、前記内視鏡画像において高い濃度値を有する画素を
抽出する第２のステップと、前記抽出画素の組み合せに
基づく方向を生成する第３のステップと、前記生成され
た方向に基づき内視鏡の挿入方向を決定する第４のステ
ップとを備えて構成される。
【００１７】本発明の請求項２０に記載の内視鏡挿入方
向検出方法は、内視鏡画像を入力する第１のステップ
と、前記内視鏡画像において高い画素値を有する画素を
抽出する第２のステップと、前記抽出画素の分布の状態
を近似する近似式を生成する第３のステップと、前記抽
出画素の分布の状態と前記近似結果との差異を評価する
第４のステップと、前記抽出画素の分布の状態に基づき
内視鏡の挿入方向を決定する第５のステップと、前記決
定された挿入方向に関する情報を生成する第６のステッ
プとからなる内視鏡挿入方向検出方法であって、前記近
似結果との差異の評価において近似結果が十分でない場
合においては前記挿入方向の決定または前記情報の生成
の少なくともいずれかを行わないように構成される。
【００１８】本発明の請求項２４に記載の内視鏡挿入方
向検出方法は、内視鏡画像を時系列的に入力する第１の
ステップと、前記時系列的に入力された複数の内視鏡画
像間における動き方向を検出する第２のステップと、前
記第１の検出ステップの検出結果に基づき内視鏡挿入方
向を決定する第３のステップとを備えて構成される。
【００１９】本発明の請求項２９に記載の内視鏡挿入方
向検出方法は、内視鏡画像を入力する第１のステップ
と、前記内視鏡画像に基づき内視鏡の挿入方向を検出す
る第２のステップと前記検出された挿入方向に関する情
報を生成する第３のステップと備え、前記挿入方向を検
出するための検出アルゴリズムを複数備えるとともに、
前記内視鏡画像に応じて前記検出アルゴリズムを選択適
用するように構成される。
【００２０】本発明の請求項３０に記載の内視鏡挿入方
向検出装置は、内視鏡画像を入力する内視鏡画像入力手
段と、前記内視鏡画像から内視鏡の挿入方向を検出する
ための複数の検出アルゴリズムを備える挿入方向検出手
段と、前記検出された挿入方向に基づく挿入補助情報を
生成する挿入補助情報生成手段とを備えた内視鏡挿入方
向検出装置であって、前記挿入方向検出手段が適用する
検出アルゴリズムを前記内視鏡画像に基づき変更する検
出アルゴリズム変更手段を備えて構成される。
【００２１】本発明の請求項３２に記載の内視鏡挿入方
向検出方法は、内視鏡画像を入力する第１のステップ
と、前記内視鏡画像から前記内視鏡が観察対象に対し過
近接状態にあることを検出する第２のステップと、前記
検出結果に基づき内視鏡操作に関する情報を生成する第
３のステップとを備えて構成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。
【００２３】なお、以下においては大腸への内視鏡の挿
入に対する挿入方向の検出に関して説明するが、工業分
野における配管等、管状の挿入対象に対して同様の処理
を適用することが可能である。一般にパイプ等は体腔内
臓器である大腸に比べ、剛性体であること、拍動等によ
る対象の動きがないことから挿入方向の検出における条
件は緩いため、良好な効果を得ることができる。
【００２４】また、本発明における一連の実施の形態に
おいては挿入方向の検出に基づく操作者への内視鏡挿入
補助情報提示を主な目的としているが、内視鏡操作の自
動化との組み合わせによる自動挿入への応用が当然可能
である。この場合は検出した挿入方向に進行するように
内視鏡自動操作を制御する。
【００２５】第１の実施の形態：図１ないし図１６は本
発明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡装置の
全体構成を示す構成図、図２は図１の内視鏡の挿入を説
明するための説明図、図３は図１の挿入方向検出装置の
構成を示す構成図、図４は図３の挿入方向検出装置の表
示装置における挿入方向の表示を説明する図、図５は図
３の挿入方向検出装置における挿入方向判断対象となる
内視鏡像の例を示す第１の説明図、図６は図３の挿入方
向検出装置における挿入方向判断対象となる内視鏡像の
例を示す第２の説明図、図７は図１の内視鏡の挿入状態
を説明する図、図８は図３の挿入方向検出装置における
挿入方向検出処理を説明するためのフローチャート、図
９は図８の処理での管腔方向検出におけるサンプリング
画素の設定を説明するための説明図、図１０は図８の処
理での勾配ベクトル算出のための空間微分処理を説明す
る図、図１１は図８の処理での勾配ベクトルに基づく管
腔方向検出を説明するための第１の説明図、図１２は図
８の処理での勾配ベクトルに基づく管腔方向検出を説明
するための第２の説明図、図１３は図８の処理でのサン
プリング画素の他の設定を説明するための説明図、図１
４は図８の処理における領域分割を用いた処理を説明す
る図、図１５は図８の処理における画像最外周を管腔方
向と関連付けるための分割を説明するための説明図、図
１６は図８の処理におけるベクトルの射影に関する説明
図である。
【００２６】本発明の第１の実施の形態においては、画
像視野内から管腔が外れた場合等において明暗の勾配方
向に基づき管腔方向を決定する挿入方向検出手法と、該
手法による処理結果に基づき操作者に挿入方向情報を提
示することによりスムーズな内視鏡検査を実現すること
が可能となる挿入方向検出装置について説明する。
【００２７】はじめに、図１を用いて本実施の形態にお
ける内視鏡装置について説明する。図１において、本実
施の形態の内視鏡装置は、内視鏡１と、制御装置６と、
観察用モニタ９と、挿入方向を検出及び表示する挿入方
向検出装置１２と、Ａ／Ｄ変換器１１を備えている。
【００２８】内視鏡１は、操作部２と、可撓性を有する
挿入部３とを備えるとともに、挿入部３の先端に図示し
ない固体撮像素子（ＣＣＤ）及び照射光を発するライト
ガイド端を備え、ライトガイド制御装置８とコネクタ５
を介して接続される。
【００２９】また、内視鏡１は、照射光を伝達するファ
イバと映像信号及び各種制御情報を送受信するためのユ
ニバーサルコード４とを備えており、挿入部３を大腸１
３に挿入することで体腔内の画像情報を得る。
【００３０】また、制御装置６は、内視鏡１に対する照
射光を発生するための光源部７と、内視鏡１から入力さ
れる映像信号に対する信号処理を行うための映像信号処
理回路８とを備えている。
【００３１】制御装置６により映像化された体腔内の画
像情報は、アナログＲＧＢ信号として観察モニタ９に入
力されるとともに、Ａ／Ｄ変換機１１を介してディジタ
ル化され、挿入方向検出装置１２に入力される。
【００３２】次に、図２を用いて内視鏡の挿入につい
て、大腸検査を例に説明する。内視鏡１による大腸検査
では、図２に示すように、内視鏡１の細長で可僥性を有
する挿入部３を大腸１３に挿入することにより、体腔内
の観察を行うようになっている。挿入においては、操作
者である医師は操作部２に備えられた図示しないアング
ルノブ（挿入部３に内蔵されたワイヤ等を介し内視鏡先
端を上下・左右に湾曲させるための操作部）による先端
の湾曲操作、挿入部３の押し引き及び捻り等の手技を駆
使し、肛門から最深部である回盲部（小腸と大腸の連結
する部位）までの観察を行う。
【００３３】次に、図３を用いて本実施の形態における
挿入方向検出装置１２の構成について説明する。
【００３４】図３に示すように、挿入方向検出装置１２
は、Ａ／Ｄ変換器１１より入力されるＲＧＢ画像信号に
対し挿入方向検出に関わる一連の処理を実行するための
コンピュータ２０と、挿入方向検出結果を表示するため
の表示装置２１とを備えている。
【００３５】さらに、コンピュータ２０は挿入方向検出
を行うためのメインプログラム２６を記憶した記憶装置
２５と、メインプログラム２６を用いた挿入方向検出処
理を実行するためのＣＰＵ（中央処理装置）２３及びメ
インメモリ２４と、Ａ／Ｄ変換器１１及び記憶装置２５
及び表示装置２１とＣＰＵ２３との間での各入出力を制
御するためのＩ／Ｏ制御回路２２とを備えている。
【００３６】メインプログラム２６は、本実施の形態に
おける挿入方向検出にともなう一連の処理を実行するプ
ログラムであるとともに、Ｉ／Ｏ制御回路２２に対する
Ａ／Ｄ変換器１１からの画像信号の取得要求、表示装置
２１への挿入方向検出処理結果表示要求等を行うように
なっている。
【００３７】なお、本実施の形態においては、内視鏡画
像はＡ／Ｄ変換器１１によりＲＧＢ各プレーンが０から
２５５の値をとる８ｂｉｔに量子化され、その画像サイ
ズは水平及び垂直方向に対して各々ＩSX及びＩSYである
ものとする。また、以降の説明においては、内視鏡画像
を構成する画素の位置について画像左上端点を（０、
０）、右下端点を （ＩSX-1、ＩSY-1）とした座標系に
基づき表示する。
【００３８】次に、挿入方向検出装置１２の表示装置２
１における挿入方向検出結果表示例について説明する。
【００３９】大腸のような管腔臓器に対しては、管腔の
伸びている方向に向けて内視鏡を挿入する。このような
場合、常に画像の視野内に管腔を捉えながら、確実かつ
安全に挿入して行く必要がある。しかしながら、後述す
る様々な理由により視野内から管腔が外れることが多々
あり、また、経験の浅い医師にはどの方向に管腔が存在
するかを判断することが困難にである状況が頻繁に発生
する。このような場合、視野内に管腔が入るよう一度内
視鏡１を後退（引き抜く操作：以下、ＰｕｌｌＢａｃｋ
操作と称する）させる必要があり、検査時間の遅延等の
原因となっている。
【００４０】本実施の形態における挿入方向検出装置１
２は、内視鏡画像中に明確な管腔が存在しない場合にお
いて挿入方向を画像処理手法の適用により検出し、検査
を行う医師に対して挿入方向情報を提示することで、ス
ムーズな内視鏡検査を実現する。
【００４１】具体的な挿入方向情報としては、図４に示
すように、内視鏡画像上に４５°ごとの８方向のいずれ
かの矢印を重畳表示する。内視鏡検査を実施する医師は
重畳された矢印の方向に内視鏡が進むように、アングル
操作、押し引き、捻じり等の操作を行うことにより管腔
を視野内に捉えることが可能となる。
【００４２】なお、本実施の形態においては説明の便宜
上、挿入方向を８方向のいずれかとするが、２２．５°
ごとの１６方向等より細分化して表示することも可能で
あり、検査を実施する医師の熟練度や必要に応じて適宜
設定することができる。
【００４３】次に、本実施の形態における挿入方向検出
手法について説明する。
【００４４】大腸検査における挿入手技は難易度が高
く、非常に熟練を要するものとなっているが、その原因
としては大腸の形状の複雑さ、管腔の狭さ、さらにはそ
れらの個人差があげられる。また、挿入は確実かつ慎重
に行う必要があるため、経験の浅い医師には非常に負担
がかかるものとなっている。内視鏡の挿入は基本的に管
腔の伸びる方向に向けて行われるが、常に内視鏡装置の
視野内に管腔方向が存在しているとは限らず、大腸の屈
曲する部位（シグモイド、肝湾曲、牌湾曲等）や腸壁・
襞（ひだ、ｆｏｌｄ）に対する内視鏡の過接近等におい
ては操作者である医師の経験及び知識に基づき挿入方向
を判断する必要がある。このような条件下において、医
師は多くの検査経験を積み、様々な判断要素を用いて挿
入方向を決定して行く。
【００４５】具体的には、例えば図５に示す内視鏡像に
おいては、視野内に存在する明瞭な管腔から、直進方向
に挿入を継続するものと判断できる。一方、図６に示す
内視鏡像においては、視野内に管腔は存在しないため何
らかの情報に基づき挿入方向、すなわち管腔の存在する
方向を判断することとなる。
【００４６】本実施の形態では、視野内に管腔が存在し
ない場合等において挿入方向を決定するための技術とし
て、明暗勾配（Ｇｒａｄｉｅｎｔと呼ばれる）方向を用
いた方向検出方法について説明する。
【００４７】視野内に管腔が存在しない場合の挿入方向
の判断要素の一つとして、画像中の明暗変化方向があげ
られる。例えば大腸１３と内視鏡の挿入部３の先端との
位置関係が図７のような場合、内視鏡先端に近い位置か
ら遠くなる位置にかけて大域的な明暗の変化が生ずる。
挿入方向は内視鏡先端から遠い方向となることより、画
像中の明部から暗部への変化方向の検知に基づき、挿入
方向を検出することが可能となる。
【００４８】図８に本実施の形態の挿入方向検出におけ
る一連の処理の流れを示す。ここではＡ／Ｄ変換器１１
を経由して入力される内視鏡画像信号の各フレームに対
して処理を適用する。
【００４９】図８のステップＳ１において、入力される
内視鏡画像のＲＧＢ画像の中で、Ｒ画像を取得する。本
実施の形態においてはＲ画像を用いた処理について説明
するが、Ｇ、Ｂ画像あるいは輝度画像（＝０．３Ｒ＋
０．６Ｇ＋０．１Ｂ）等を用いて同様の処理を適用する
ことも可能である。
【００５０】続くステップＳ２において、Ｒ画像上にＭ
個（Ｍは１以上の整数）のサンプリング画素を設定す
る。サンプリング画素は画像全体をサンプルするように
定める。サンプリング画素の設定例を図９に示す。
【００５１】ステップＳ３においては、各サンプリング
画素の明暗勾配方向を得るための勾配ベクトルの算出を
行う。本実施の形態においては、勾配ベクトルの算出手
法として空間微分処理を使用する。図１０は空間微分処
理を用いた勾配ベクトル算出方法を説明するための説明
図である。
【００５２】まず、図１０に示すようにサンプリング画
素Ｐを中心とする大きさＮ×Ｎ（図１０ではＮ＝５）の
近傍画素を抽出し、その水平、垂直及び対角方向端に位
置する画素をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈとする。
これらの画素の値より、水平及び水平方向の各空間微分
値ＳX及びＳYを、以下のように求める。
【００５３】
【数１】 ＳX＝（Ｃ＋Ｅ＋Ｈ）−（Ａ＋Ｄ＋Ｆ） （１）
【数２】 ＳY＝（Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ａ＋Ｂ＋Ｃ） （２） なお、式（１）及び（２）においてはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは各画素の濃度値を表すものとする。
【００５４】得られたＳX及びＳYを用いて、勾配ベクト
ルＶ（下線はＶがベクトルであることを表す）は
【数３】Ｖ＝（ＳX、ＳY） （３） と表される。
【００５５】また、Ｖの大きさ｜Ｖ｜及び勾配方向Ｖθ
は以下のように算出することができる。
【００５６】
【式４】
【数５】Ｖθ＝ｔａｎ−１（ＳY／ＳX） （５） 以上に説明した勾配ベクトルＶを、Ｍ個のサンプリング
画素についてＶi（ｉ＝１、２、…、Ｍ）として算出す
る。
【００５７】続いて、ステップＳ４において、管腔方向
検出を行う。本実施の形態における管腔方向検出の処理
内容について、図１１及び１２を用いて説明する。
【００５８】図４を用いて説明した８方向に対応する画
像外周上の点をＱk（ｋ＝１、２、…、８）とし、画像
サイズＩSX×ＩSYに対する各々の座標を図１１のように
定める。Ｑkの座標を（ｑx、ｑy）、サンプリング画素
Ｐiの座標を（ｐx、ｐy）とすると、ＱkとＰiとを結ぶ
ベクトルＱkは
【数６】Ｑk＝（ｑx−ｐx、ｑy−ｐy） （６） により得られる。
【００５９】管腔は画像において明から暗に変化する方
向に存在することから、サンプリング画素Ｐiの明暗勾
配Ｖiの逆方向ベクトルＶ’θi（式（５）により算出さ
れる勾配方向は暗から明の方向を表すので反転させる）
に最も近いＱkが管腔方向となる。
【００６０】具体的には図１２に示すφikを各Ｑkにつ
いて式（７）より求める。ここでφikはＶ’θiとＱkの
なす角である。
【００６１】
【数７】 φik＝ｃｏｓ−１｛（Ｑk・Ｖ’θi）／（｜Ｑk｜×｜Ｖ’θi｜）｝ （７ ） ただし、「・」はベクトルの内積、「｜｜」はベクトル
の大きさを示す。
【００６２】φikは−１８０＜φik≦＋１８０の値をと
り、点Ｑkの方向に管腔が存在する場合、すなわち勾配
方向がＱkの方向に近い場合０に近づく（単位は”
度”）。
【００６３】したがって、管腔方向全サンプリング画素
についてφikを算出し、以下の誤差評価値を最小とする
ｋを求めることにより、明暗勾配が明から暗に変化する
最も確実な方向を得ることができる。
【００６４】
【数８】 ステップＳ５においては、得られた管腔方向に対応する
方向を挿入方向として、図４に示した矢印情報を画像に
重畳し、表示装置２１に表示の上、ステップＳ１に戻り
次のフレームに対し一連の処理を繰り返す。
【００６５】なお、本実施の形態においては図１０に示
した近傍領域の大きさを決定するＮについてＮ＝５とし
たが、より大きな値（例えばＮ＝１７等）を用いて大域
的な明暗勾配を検出することも可能である。さらに、各
サンプル画素からの勾配ベクトル算出に先立ち、前処理
として低減通過フィルタリング（いわゆるぼけマスク）
を適用することにより、ノイズや血管等の粘膜構造によ
る影響を除外し、挿入方向検出精度の向上を図ることが
できる。
【００６６】また、誤差評価においては式（８）に示し
たなす角φikの大きさの総和を用いたが、φikに関する
他の関数に置きかえることは当熱可能である。
【００６７】また、図１０におけるサンプル画素Ｐ及び
勾配ベクトル算出のための近傍画素Ａ〜Ｈに対し、ハレ
ーションによる影響を除去し、誤検出の防止を図るため
の閏値処理を行うこともできる。具体的には、Ａ〜Ｈ及
びＰを含む大きさＮ×Ｎの局所領域に含まれる各画素に
対し、閏値ＴＨＬ（例えばＴＨＬ＝２５０とする）との
比較を行い、いずれかの画素がＴＨＬを超えるようであ
ればサンプル画素Ｐの位置を変更する、あるいは挿入方
向検出に使用しないようにする。
【００６８】なお、大きさ｜Ｖi｜＝０である場合には
明暗勾配がないことを示すので、挿入方向検出には使用
しないようにする。具体的には該当するＶiについて、
式（７）に代えて、すべてのｋに対しφikをφi1＝φi2
＝・・・＝φiK＝０とすればよい（大きさ｜Ｖi｜＝０
のサンプリング画素は式（８）の結果に寄与しなくな
る）。
【００６９】また、ステップＳ４における管腔方向検出
においては明暗変化の勾配ベクトルＶの方向（角度）Ｖ
θを用いたが、内視鏡画像においては明暗変化の大きさ
が大きい方向に管腔が存在する確率が高いことから、さ
らに大きさ｜Ｖ｜の利用を図ることができる。具体的に
は、Ｍ個のサンプリング画索について算出したＶi（１
≦ｉ≦Ｍ）について、大きさの最大値ｍａｘ｜Ｖi｜を
求める。次いで、すべてのＶiに対し
【数９】αi＝｜Ｖi｜／ｍａｘ｜Ｖi｜ （９） で表される正規化を行う。
【００７０】式（９）におけるαiはｍａｘ｜Ｖi｜を与
えるｉ番目の勾配ベクトルＶiについてαi＝１となり、
その他（ただし、｜Ｖi｜≠０）では０＜αi≦１の値を
とる。αiを重み係数として利用するため式（８）を
【数１０】 と置きかえる。
【００７１】また、サンプリング画素については、図９
に示すように画像全体に均等に設定する例について説明
したが、例えば図１３に示すように、画像中央部付近を
除き、管腔方向に向かう明暗変化情報をより多く含む画
像周辺部のみに設定してもよい。
【００７２】また、図１４に示すように、画像を領域分
割し、各領域に対応する方向について以下の処理に基づ
き挿入方向を検出してもよい。図１４においては画像周
辺部の分割領域にサンプリング画素を設定する。これら
の分割領域は、図１１及び図１５の設定に基づき、１つ
の領域が１つの方向に対応している（画像中央部は除
く）。
【００７３】図１５において、Ｕ1ないしＵ8は水平及び
垂直方向の長さの３等分割に基づき設定される画像最外
周上の点であり、Ｕ1−Ｕ3、Ｕ1−Ｕ2、Ｕ2−Ｕ4、Ｕ3
−Ｕ5、Ｕ4−Ｕ6、Ｕ5−Ｕ7、Ｕ7−Ｕ8及びＵ6−Ｕ8の
組み合せにより決定される最外周上の区間が、それぞれ
図１１におけるＱ1、Ｑ2、・・・、Ｑ7及びＱ8の示す各
方向と対応する。
【００７４】各領域において、対応する方向への明暗変
化の大きさが最大の領域を検出し、対応する方向を挿入
方向と決定する。具体的には領域ｋ（１≦ｋ≦Ｋ）内の
Ｍk個のサンプリング画素について、方向ベクトルの各
領域ｋに対応する点Ｑkに向かう方向への射影の大きさ
（図１６に例を示す）の総和
【数１１】 を算出する。
【００７５】すべての領域に対しξ（ｋ）を求め、最大
のξ（ｋ）を与えるｋに対応する方向を挿入方向とす
る。
【００７６】以上説明したように、本発明の第１の実施
の形態における挿入方向検出手法と、該手法による処理
結果に基づき操作者に挿入方向情報を提示する挿入方向
検出装置によれば、内視鏡検査に熟練していない操作者
に対する挿入補助情報の提供が可能となり、スムーズな
内視鏡検査を実現することが可能となる。
【００７７】第２の実施の形態：図１７ないし図２５は
本発明の第２の実施の形態に係わり、図１７は円弧形状
を有するハレーションを説明する図、図１８は図１７の
ハレーションに対応した挿入方向検出処理を説明するた
めのフローチャート、図１９は図１８の処理での細線化
処理を説明する図、図２０は図１８の処理でのサンプリ
ングを説明する図、図２１は図１８の処理でのハレーシ
ョンの形状に対する円弧近似を説明するための説明図、
図２２は図１８の処理での近似のための円弧中心の探索
範囲を説明するための説明図、図２３は図１８の処理で
の管腔方向の決定方法を説明するための説明図、図２４
は図１８の処理での膨張処理を説明する図、図２５は図
１８の処理でのハレーションが複数存在する場合の処理
内容を説明するための説明図である。
【００７８】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００７９】本発明の第２の実施の形態においては、画
像視野内から管腔が外れた場合等において、粘膜表面等
の反射により発生するハレーションの形状特徴を用いて
管腔方向を決定する挿入方向検出手法と、該手法による
処理結果に基づき操作者に挿入方向情報を提示すること
によりスムーズな内視鏡検査を実現することが可能とな
る挿入方向検出装置について説明する。
【００８０】内視鏡検査においては、内視鏡先端に正対
した粘膜表面等の強い鏡面反射により、ＣＣＤからの出
力信号が飽和あるいは周辺に比して明らかに大となる現
象が発生し、一般にハレーションとして知られている。
管腔形状を有する大腸等に対する内視鏡観察像において
は、このようなハレーションが円弧の形状を形成する場
合がある。
【００８１】例えば、図７に示した挿入状態において
は、図１７のような円弧状のハレーションが発生する。
熟練した医師は、円弧の中心方向が管腔方向と一致する
ことから、円弧状ハレーションを挿入の補助情報として
利用しており、図１７の例においては画像視野の右方向
に挿入を進める。
【００８２】本実施の形態のおいては、画像処理手法の
適用により、画像内に発生したハレーションが円弧形状
を形成しているかどうかを判定し、形成している場合に
は円弧の中心方向を推定し、挿入方向情報とする。
【００８３】本実施の形態における内視鏡装置及び挿入
方向検出装置の構成は第１の実施の形態と同様であり、
メインプログラム２６の内容が異なるものであるため、
メインプログラム２６において実行する画像処理内容の
詳細について説明する。
【００８４】図１８は本実施の形態のメインプログラム
２６における挿入方向検出処理を説明するためのフロー
チヤートである。ステップＳ１１において、第１の実施
の形態の説明における図８に示したステップＳ１と同様
に、入力される内視鏡画像のＲＧＢ画像の中で、Ｒ画像
を取得する。同様の処理をＧ、Ｂ画像あるいは輝度画像
等を用いて同様の処理を適用することも可能である。
【００８５】続くステップＳ１２において、入力された
Ｒ画像の各面素に対する閾値を用いた２値化処理によ
り、ハレーション画素を抽出する。具体的には、座標
（ｘ、ｙ）（０≦ｘ＜ＩSX、０≦ｙ＜ＩSY）における画
素の値ｒ（ｘ、ｙ）に基づき、２値画像Ｈを作成する。
Ｈにおける各面素ｈ（ｘ、ｙ）の値は
【数１２】 ｈ（ｘ、ｙ）＝１ ｉｆ ｒ（ｘ、ｙ）≧ＴＨＬ ｈ（ｘ、ｙ）＝０ ｉｆ ｒ（ｘ、ｙ）＜ＴＨＬ （１２） により決定する。
【００８６】ここで、閾値ＴＨＬはＴＨＬ＝２５５とす
るか、若干の余裕を見てＴＨＬ＝２４０等、適宜設定を
変更する。これは、画素の値としては最大値の２５５に
達していなくても視覚上ハレーションと認識される場合
があることへの対応となる。
【００８７】次に、ステップＳ１３においては、ハレー
ションは常に円弧形状を構成するとは限らないため、挿
入方向検出に利用可能であるかどうかを判定する必要が
あることから、２値画像Ｈを用いたハレーションの円弧
形状判定処理を行う。
【００８８】本実施の形態においては、抽出したハレー
ションを近似するための円を、中心及び半径をパラメー
タとして変更することにより探索的に決定し、処理対象
であるハレーションの形状と方程式により規定される円
弧との誤差を評価する。
【００８９】はじめに、ハレーション画像Ｈに対する前
処理として公知の細線化処理（小分岐等が発生する場合
はさらに縮退処理を加える）を適用する。図１９にハレ
ーションに対する細線化処理結果例を示す（図１９にお
いては黒色が画素値１に対応している）。
【００９０】なお、縮退処理についても、例えば「コン
ピュータ画像処理入門P.75-P83、田村秀行監修、日本工
業技術センター編、総研出版発行、星雲社発売」に開示
されている。
【００９１】続いて、細線化後のハレーションを構成す
るｈ（ｘ、ｙ）について、サンプリングを行う。サンプ
リングはハレーションの両端点及びその延長画素数にお
いて中点となる画素を決定後、ほぼ等間隔となるように
ＮS個のｈ（ｘ、ｙ）を抽出する。以下、抽出後のＮｓ
個のｈ（ｘ、ｙ）を新たにｈj（ｘj、ｙj）、１≦ｊ≦
Ｎｓとして説明する。図２０にサンプリングの例を示
す。このサンプリングは計算時間の短縮のためのもので
あり、ＣＰＵ２３の性能が十分であれば省略できる。
【００９２】次に、細線化及びサンプリングにより抽出
した画素ｈj（ｘj、ｙj）について、以下に示す一連の
処理によりハレーションが円弧形状を形成しているかど
うかを判定する。
【００９３】はじめに、近似するための円の中心及び半
径の探索範囲を設定する。図２１に示すように、ｈ1
（ｘ1、ｙ1）、ｈNs/2（ｘNs/2、ｙNs/2）及びｈNs（ｘ
Ns、ｙNs）により構成される三角形ＰＱＲを定め、Ｑか
ら辺ＰＲに直交する半直線τを求める。次に、図２２に
示すように、τ上でＰＳ1＝ＱＳ1、ＲＳ2＝ＱＳ2となる
点Ｓ1及びＳ2を求める。Ｓ1及びＳ2の中点Ｓ（座標を
（ｘs、ｙs）とする）を中心とし、半径ｒ＝s／２の円
内（ここで、sはＳ1Ｓ2の長さ）を中心の探索範囲と定
め、Ｋ個の中心候補点Ｃkを設定する（１≦Ｋ、１≦ｋ
≦Ｋ）。中心候補点Ｃkを中心とする円の半径ｒkはＣk
に基づき決定し、ｒk＝ＣkQと定める。 Ｃkの座標を
（ｃxk、ｃyk）とすると、円Ｃkに対するＮｓ個のｈj
（ｘj、ｙj）との誤差評価値は、
【数１３】 により得ることができる。
【００９４】式（１３）に基づきＫ個のε（ｋ）を算出
し、その最小値であるｍｉｎ（ε（ｋ））と、円弧形状
と認識できるか否かを判定するための閾値ＴＨＥとを比
較し、
【数１４】ｍｉｎ（ε（ｋ））＜ＴＨＥ （１４） であれば円弧形状であるものと判定する。
【００９５】ステップＳ１４においては、式（１４）を
満たした場合はステップＳ１５に進み、満たさない場合
はステップＳ１１に戻り次のフレームに対する処理を実
行するための分岐判定を行う。
【００９６】ステップＳ１５においては、管腔方向を決
定する。管腔方向はハレーション形状を近似する円弧の
中心方向に存在することから、ｍｉｎ（ε（ｋ））を与
える円Ｃkの中心Ｃkと図２１における点Ｑとを結ぶ半直
線τkを図２３のように定め（直線の方程式は２点の座
標により容易に求まるため詳細な説明は省略する）、画
像最外周との交点Ｔを求める。画像最外周の４辺につい
ては、図１５に示したように水平・垂直方向の長さをそ
れぞれ３等分（ＩSX／３、ＩSY／３）し、図４に示した
８方向に対応付け、交点Ｔがいずれに位置するかに基づ
き挿入方向を決定する。図２３においては交点Ｔは左下
方向（図１１におけるＱ6の方向）となる。
【００９７】ステップＳ１６においては第１の実施の形
態におけるステップＳ５と同様にして、得られた入方向
を示す矢印情報を画像に重畳し、表示装置２１に表示の
上、ステップＳ１１に戻り次のフレームに対し一連の処
理を繰り返す。
【００９８】以上説明したように、本発明の第２の実施
の形態における挿入方向検出手法と、該手法による処理
結果に基づき操作者に挿入方向情報を提示する挿入方向
検出装置によれば、内視鏡検査に熟練していない操作者
に対する挿入補助情報の提供が可能となり、スムーズな
内視鏡検査を実現することが可能となる。
【００９９】また、ハレーションの形状が管腔方向の検
出に適切であるか否かを判定するため、誤った挿入方向
補助情報を表示することがない。
【０１００】なお、ハレーションの２値化画像Ｈは図２
４（ａ）に示すように、複雑な外周形状となる場合があ
り、細線化処理適用後に不要な分岐等を多く発生する原
因となる。このような場合は公知の膨張処理を適用する
ことで、図２４（ｂ）に示すように外周形状を滑らかに
してから細線化処理を適用する（膨張処理及び細線化処
理については、例えば「コンピュータ画像処理入門P.75
-P83、田村秀行監修、日本工業技術センター編、総研出
版発行、星雲社発売」に開示されている）。
【０１０１】また、本実施の形態においては探索的に円
弧の中心Ｃkを決定したが、Ｈｏｕｇｈ（ハフ）変換等
の形状抽出手法の適用も可能である。
【０１０２】また、図２５（ａ）に示すように、画像に
複数のハレーションが存在した場合は、図２５（ｂ）に
示すように細線化後の各ハレーションの端点ｈk及びｈk
+1の連結したものとして本実施の形態に示した一連の処
理を適用すればよい。連結の可否の判定については、例
えば端点ｈkの座標に基づき、ｈk+1がｈkを中心とする
半径ｒhk（ｒhkは適宜定める。例えばｒhk＝２０とす
る）の円領域内に存在するかどうかにより判定すること
ができる。
【０１０３】第３の実施の形態：図２６ないし図２８は
本発明の第３の実施の形態に係わり、図２６は挿入方向
検出処理を説明するためのフローチャート、図２７は図
２６の処理での管腔方向の決定方法を説明するための説
明図、図２８は図２６の処理での円弧形状判定を説明す
るための説明図である。
【０１０４】第３の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１０５】本発明の第３の実施の形態においては、画
像視野内から管腔が外れた場合等において、本発明の第
２の実施の形態に示したハレーションの形状特徴を利用
した挿入方向検出の他の手法及び該手法による処理結果
に基づき操作者に挿入方向情報を提示することによりス
ムーズな内視鏡検査を実現することが可能となる挿入方
向検出装置について説明する。
【０１０６】本実施の形態における内視鏡装置及び挿入
方向検出装置の構成は第１の実施の形態と同様であり、
メインプログラム２６の内容が異なるものであるため、
メインプログラム２６において実行する画像処理内容の
詳細について説明する。
【０１０７】図２６は本実施の形態のメインプログラム
２６における挿入方向検出処理を説明するためのフロー
チャートである。ステップＳ２１において、第１の実施
の形態の説明における図８に示したステップＳ１と同様
に、入力される内視鏡画像のＲＧＢ画像の中で、Ｒ画像
を取得する。同様の処理をＧ、Ｂ画像あるいは輝度画像
等を用いて同様の処理を適用することも可能である。
【０１０８】ステップＳ２２においては第２の実施の形
態において示したステップＳ１２と同様の処理の適用に
より、ハレーション画素を抽出し、２値画像Ｈを作成す
る。
【０１０９】続くステップＳ２３では、第２の実施の形
態におけるステップＳ１３と同様に、図１９及び図２０
を用いて説明した、ハレーション画像Ｈに対する細線化
処理の適用によりｈ（ｘ、ｙ）の生成及びサンプリング
を行う。サンプリングはハレーションの両端点及びほぼ
等間隔となるようにＮs個のｈ（ｘ、ｙ）を抽出する。
以下、抽出後のＮｓ個のｈ（ｘ、ｙ）を新たにｈj（ｘ
j、ｙj）、１≦ｊ≦Ｎsとして説明する。
【０１１０】本実施の形態においては、抽出されたｈj
（ｘj、ｙj）からＮs−１通りの画素の組（ｈ1（ｘ1、
ｙ1）、ｈ2（ｘ2、ｙ2））、（ｈ2（ｘ2、ｙ2）、ｈ3
（ｘ3、ｙ3））、・・・・・、（ｈNs-2（ｘNs-2、ｙNs
-2）、ｈNs-1（ｘNs-1、ｙNs-1））、（ｈNs-1（ｘNs-
1、ｙNs-1）、ｈNs（ｘNs、ｙNs））の各々を結ぶ線分
に対する垂直二等分線Ｌ（ｋ）を求める。ここで、１≦
ｋ≦Ｎｓ−１である。
【０１１１】図２７にＬ（ｋ）及び管腔方向候補の算出
例を示す。得られたＬ（ｋ）は、ｈj（ｘj、ｙj）が正
しく円弧上に存在している場合には円弧の中心Ｃで交わ
る。したがって、Ｃの位置を図４に示した８方向と対応
付けることにより、管腔方向候補を定めることができ
る。また、Ｌ（ｋ）が一点で交わらない場合において
は、図２８に示すように複数の交点により構成される閉
領域Ｒ内の画素の重心ＣＲを求め、中心Ｃに代用する。
重心ＣＲの座標（Ｘc、Ｙc）は
【数１４】 となる。
【０１１２】ここで、Ｎrは領域Ｒ内の画素数、ｘri及
びｙriはＲ内のｉ番目の画素の水平及び垂直方向におけ
る座標である。
【０１１３】続くステップＳ２４においては、得られた
管腔方向候補が信頼できるものであるか、すなわちハレ
ーションが円弧形状を形成しているものとしてよいか否
かを判定する。具体的には図２８に示した閉領域Ｒの面
積（画素数）Ｒaを閾値ＴＨＲと比較し、Ｒａ≦ＴＨＲ
ならば円弧形状であり、信頼できるものと判定する。Ｒ
ａ＞ＴＨＲであれば、円弧形状ではないため信頼できな
いものと判定する。
【０１１４】ステップＳ２５においてはステップＳ２４
における判定結果により管腔方向候補が信頼できるもの
である場合はステップＳ２６に進み、そうでない場合は
ステップＳ２１に戻り次のフレームに対する処理を実行
するための分岐判定を行う。
【０１１５】ステップＳ２６においては第１の実施の形
態におけるステップＳ５と同様にして、得られた入方向
を示す矢印情報を画像に重畳し、表示装置２１に表示の
上、ステップＳ２１に戻り次のフレームに対し一連の処
理を繰り返す。
【０１１６】以上説明したように、本発明の第３の実施
の形態における挿入方向検出手法と、該手法による処理
結果に基づき操作者に挿入方向情報を提示する挿入方向
検出装置によれば、内視鏡検査に熟練していない操作者
に対する挿入補助情報の提供が可能となり、スムーズな
内視鏡検査を実現することが可能となる。また、ハレー
ションの形状が管腔方向の検出に適切であるか否かを判
定するため、誤った挿入方向補助情報を表示することが
ない。
【０１１７】なお、以上の説明においてステップＳ２３
での管腔方向候補の推定にＬ（ｋ）の交点座標に基づく
処理を適用したが、図１５に示したように場合分けされ
た画像最外周とＬ（ｋ）との交点を求め、最も多くのＬ
（ｋ）と交わる方向を管腔方向候補と定めることも可能
である。
【０１１８】第４の実施の形態：図２９ないし図３３は
本発明の第４の実施の形態に係わり、図２９は挿入方向
検出処理を説明するためのフローチャート、図３０は図
２９の処理での管腔方向の決定方法を説明するための第
１の説明図、図３１は図２９の処理での管腔方向の決定
方法を説明するための第２の説明図、図３２は図２９の
処理での管腔方向の決定方法を説明するための第３の説
明図、図３３は図２９の処理での管腔方向の決定方法を
説明するための第４の説明図である。
【０１１９】第４の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１２０】本発明の第４の実施の形態においては、画
像視野内から管腔が外れた場合等において、視野内に管
腔が存在していた状態からの視野の時系列的な移動状態
に基づき管腔方向を決定する挿入方向検出手法と、該手
法による処理結果に基づき操作者に挿入方向情報を提示
することによりスムーズな内視鏡検査を実現することが
可能となる挿入方向検出装置について説明する。
【０１２１】図２９は本実施の形態のメインプログラム
２６における挿入方向検出処理を説明するためのフロー
チヤートである。ステップＳ３１において、第１の実施
の形態の説明における図８に示したステップＳ１と同様
に、入力される内視鏡画像のＲＧＢ画像の中で、Ｒ画像
を取得する。同様の処理をＧ、Ｂ画像あるいは輝度画像
等を用いて同様の処理を適用することも可能である。
ステップＳ３２においては、視野内に存在する管腔検出
のため、閾値処理ＴＨＤを用いた２値化による暗部画素
の抽出を行う。具体的には、座標（ｘ、ｙ）（０≦ｘ＜
ＩSX、０≦ｙ＜ＩSY）における画素の値ｒ（ｘ、ｙ）に
基づき、２値画像Ｄを作成する。Ｄにおける各画素ｄ
（ｘ、ｙ）の値は
【数１５】 ｄ（ｘ、ｙ）＝１ ｉｆ ｒ（ｘ、ｙ）≦ＴＨＤ ｄ（ｘ、ｙ）＝０ ｉｆ ｒ（ｘ、ｙ）＞ＴＨＤ （１５） により決定する。ここで、閾値ＴＨＤは例えばＴＨＤ＝
２０と設定する。
【０１２２】続くステップＳ３３では、２値画像Ｄにお
いて値１を有する画素、すなわち抽出した暗部画素の数
Ｎdを算出する。
【０１２３】ステップＳ３４においては、視野内に管腔
が存在していると判断するのに十分な暗部画素数が得ら
れているか否かを判定するため、ステップＳ３３で求め
たＮdと閾値ＴＨＣとの比較を行う。ＴＨＣは本実施の
形態においては全画素数の１０％であるものとして
【数１６】 ＴＨＣ＝（ＩSX×ＩSY）／１０ （１６） と定める。Ｎd≧ＴＨＣであればステップＳ３５へ、そ
うでなければステップＳ３７に進む。
【０１２４】ステップＳ３５においては、視野内に存在
する管腔により抽出されたＮd個の暗部画素について、
その重心Ｒを求める。図３０に重心Ｒの例を示す。図３
０（ａ）に示す原画像（Ｒ画像）に対し、閏値処理によ
る暗部画素抽出を行い図３０（ｂ）の斜線部の管腔領域
を得、重心Ｒを求める。
【０１２５】ステップＳ３６においては、以前のフレー
ムに対する重心Ｒとの位置変化に基づきＲの移動ベクト
ルの推定を行う。以下、図３１を用いて説明する。図３
１において、Ｆ1、Ｆ2及びＦ3は時系列的に入力される
画像のフレームを示す。フレームＦ1において得られた
管腔暗部領域の重心位置をＲ1、その座標を（ｘr1、ｙr
1）とする。同様にフレームＦ2において得られた重心位
置をＲ2、その座標を（ｘr2、ｙr2）とすると、視野内
における管腔の移動を追跡する移動ベクトルｖ1は
【数１７】ｖ1 ＝（ｘr2−ｘr1、ｙr2−ｙr1） （１７） より算出できる。
【０１２６】同様にして、フレームＦ2からＦ3に対する
移動ベクトルｖ2を求める。以降、重心位置Ｒi及び移動
ベクトルｖi（ｉは１以上の整数）を記憶することによ
り、図３２のように管腔の重心位置を追跡することがで
きる。
【０１２７】画像視野内に管腔が存在しない場合におい
ては、ステップＳ３４からステップＳ３７に進み、管腔
方向の推定を行う。
【０１２８】フレームＦiにおいて管腔が存在してお
り、Ｆi+1において視野から外れた場合、直前の移動ベ
クトルｖiの方向に管腔が存在する。したがって、移動
ベクトルｖiの方向に最も近い方向を挿入方向とするこ
とで、管腔を視野内に入れることが可能となる。例え
ば、図３２におけるＦ5に示す状態にある場合には図１
１におけるＱ8に対応する右下方向とする。ｒiに最も近
い方向を決定するには、第１の実施の形態に示した式
（７）に類するなす角の評価を行う。
【０１２９】ステップＳ３８においては、第１の実施の
形態におけるステップＳ５と同様にして、得られた挿入
方向を示す矢印情報を画像に重畳し、表示装置２１に表
示の上、ステップＳ２１に戻り次のフレームに対し一連
の処理を繰り返す。
【０１３０】以上説明したように、本発明の第４の実施
の形態における挿入方向検出手法と、該手法による処理
結果に基づき操作者に挿入方向情報を提示する挿入方向
検出装置によれば、視野の時系列的な移動状態に基づい
て、画像視野内から管腔が外れた場合等の管腔方向を検
出し、操作者に挿入方向情報を提示することができるた
め、内視鏡検査に熟練していない操作者に対する挿入補
助情報の提供が可能となり、スムーズな内視鏡検査を実
現することが可能となる。
【０１３１】なお、ステップＳ３３における抽出画素数
Ｎdのカウントにあたり、管腔領域以外の例えば画像辺
縁郎等照明むらにより暗部として抽出された画素を除外
するための前処理として、ラベリング及び収縮・膨張処
理を適用し、微小な抽出画素領域を除去してもよい。
【０１３２】また、ラベリングについても、例えば「コ
ンピュータ画像処理入門P.75-P83、田村秀行監修、日本
工業技術センター編、総研出版発行、星雲社発売」に開
示されている。
【０１３３】第５の実施の形態：図３４ないし図３６は
本発明の第５の実施の形態に係わり、図３４は挿入方向
検出処理を説明するためのフローチャート、図３５は図
３４の処理での移動ベクトルに基づく管腔方向検出が不
適と判定される場合を説明するための説明図、図３６は
図３４の処理での挿入方向検出が不適あるいは不能であ
る場合の結果表示を説明するための説明図である。
【０１３４】第５の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１３５】本発明の第５の実施の形態においては、処
理対象とする内視鏡画像に応じて最適な挿入方向検出手
法を選択的に適用することにより精度向上を図ることが
できる挿入方向検出手法と挿入方向検出装置に関する。
【０１３６】本発明の第１ないし第４の実施の形態にお
いては、画像視野内の明暗勾配、ハレーションの形状特
徴及び視野移動追跡に基づく各種の管腔方向検出手法に
ついて説明した。一方、内視鏡画像において現れる観察
シーンは多種多様であり、これらの検出手法を有効に利
用するには各々の観察シーンに応じて適切に用いること
が重要となる。
【０１３７】以下、図面を参照して本実施の形態におけ
る挿入方向検出手法及び挿入方向検出装置について説明
する。
【０１３８】図３４は本実施の形態における挿入方向検
出装置１２の動作を説明するためのフローチャートであ
る。
【０１３９】ステップＳ４１において、第１の実施の形
態の説明における図８に示したステップＳ１と同様に、
入力される内視鏡画像のＲＧＢ画像の中で、Ｒ画像を取
得する。同様の処理をＧ、Ｂ画像あるいは輝度画像等を
用いて同様の処理を適用することも可能である。
【０１４０】ステップＳ４２においては、入力された内
視鏡画像が視野内の管腔もしくは管腔方向の検出を行う
ことが可能であるか否かについての判定を行う。大腸内
視鏡検査においては、粘膜への過近接状態により焦点が
外れるとともに画像全体が赤一色となるシーンが発生す
る（内視鏡医の間では「赤玉」と呼ぱれている）。
【０１４１】このような画像においては挿入方向を表示
することは不適切であり（第４の実施の形態において示
した移動ベクトル追跡を用いた手法により検出可能であ
るが、確実な挿入状態の確保に対する配慮を優先するべ
きである）、視野内に管腔が入るよう一度内視鏡１を後
退（Ｐｕｌｌ Ｂａｃｋ操作）させる必要がある。
【０１４２】赤玉の状態は非常に特異であり、Ｒ画像全
体の平均値、標準偏差のとり得る範囲から判定すること
ができる。また、Ｇ画像を併用し、画像全体のＲ／Ｇ等
の色調の平均値、標準偏差から判定してもよい。
【０１４３】ステップＳ４２において検出不能状態であ
ると判定された場合はステップＳ５３へ、そうでない場
合はステップＳ４３に進む。
【０１４４】ステップＳ４３においては視野内に存在す
る管腔の検出を行う。ここでは第４の実施の形態におい
て図２９のステップＳ３２及びＳ３３に示した一連の暗
部画素抽出に基づく処理の適用により管腔検出を行う。
【０１４５】続くステップＳ４４においては、図２９の
ステップＳ３４と同様に検出結果に対する判定を行い、
視野内に管腔が存在すると判定された場合にはステップ
Ｓ４５に進み、第４の実施の形態におけるステップＳ３
５及びＳ３６と同様の処理により移動ベクトル算出を行
いステップＳ４１に戻る。
【０１４６】一方、視野内に管腔が存在しないと判定さ
れた場合にはステップＳ４６に進む。 ステップＳ４６
においては、第１の実施の形態における図８のステップ
Ｓ２、Ｓ３及びＳ４を用いて説明した一連の処理による
明暗勾配に基づく管腔方向の検出を適用し、ステップＳ
４７に進む。
【０１４７】ステップＳ４７においては、ステップＳ４
６における明暗勾配に基づく管腔方向の検出が成功した
かどうかを判定する。ここでは、式（８）に示した誤差
評価式において最小値ｍｉｎ（ε（ｋ））及びその次に
小となる値ｓｍｉｎ（ε（ｋ））（管腔方向候補として
第２位）の比ｍｉｎ（ε（ｋ））／ｓｍｉｎ（ε
（ｋ））を閾値ＴＨＧと比較する。ｍｉｎ（ε（ｋ））
＞ｓｍｉｎ（ε（ｋ））であり、比ｍｉｎ（ε（ｋ））
／ｓｍｉｎ（ε（ｋ））の値が小であるほど検出結果の
信頼性が高いことに対応する。閾値ＴＨＧは０≦ＴＨＧ
≦１であり、ここではＴＨＧ＝０．５であるものとす
る。ｍｉｎ（ε（ｋ））／ｓｍｉｎ（ε（ｋ））≦ＴＨ
Ｇであれば検出成功と判定し、ステップＳ５２へ、そう
でなければステップＳ４８に進む。
【０１４８】ステップＳ４８においては、第２または第
３の実施の形態において説明したハレーションの形状特
徴に基づく管腔方向検出処理を適用する。具体的には図
１８のステップＳ１２ないしＳ１５または図２６のステ
ップＳ２２ないしＳ２５を用いて説明した一連の処理を
適用し、ステップＳ４９に進む。
【０１４９】ステップＳ４９においては、ハレーション
の形状特徴による検出が成功したか否かに基づく分岐を
行う。ここでの判定はステップＳ１４またはＳ２５にお
けるハレーションが円弧を形成しているか否かに基づく
ものと同様である。成功と判定されていればステップＳ
５２へ、そうでなければステップＳ５０に進む。
【０１５０】ステップＳ５０においては、第４の実施の
形態において説明した移動ベクトルに基づく管腔方向検
出処理を適用する。具体的には図２９のステップＳ３７
と同様の処理の適用により、以前のフレームにおいて視
野内に存在した管腔の移動方向に基づく検出を行い、ス
テップＳ５１に進む。
【０１５１】ステップＳ５１においてはステップＳ５０
における管腔方向の検出が成功したか否かを判定する。
例えば***の変更や拍動による影響等により大腸の形状
変化、調光による光量の変化による暗部の増加、あるい
は急激なアングル操作等による連続するフレームのレー
ト（通常１／３０秒）を超える視野変化等により移動ベ
クトルが誤検出される場合がある。このような場合、例
えば図３５に示すように、移動ベクトルｖｉは視野中央
部にあるにも関わらず、管腔は移動ベクトルからは推定
できない方向の視野外に存在することとなる。そこで、
図３５に示すように、画像中央部付近に検出除外領域を
定め、移動ベクトルｖiがこの範囲内にあるときは検出
を行わないものと判定する。
【０１５２】ステップＳ５１において、移動ベクトルに
よる管腔方向検出が成功と判定されていればステップＳ
５２へ、そうでなければステップＳ５３に進む。
【０１５３】ステップＳ５２においては、明暗勾配方
向、ハレーションの形状特徴または移動ベクトルに基づ
く検出のいずれかにより得られた管腔方向の検出結果に
基づき、第１の実施の形態におけるステップＳ５と同様
にして、得られた挿入方向を示す矢印情報を画像に重畳
し、表示装置２１に表示の上、ステップＳ４１に戻り次
のフレームに対し一連の処理を繰り返す。
【０１５４】ステップＳ５３においては、処理対象とな
る画像が管腔方向の検出が不能であることから移動ベク
トルの追跡を中止するための初期化（それまでの移動ベ
クトル情報の破棄）を適用し、ステップＳ５３に進む。
【０１５５】ステップＳ５４においては、内視鏡１を一
度後退させ管腔を視野内に確保する等の安全かつ確実な
挿入手技を医師に促すため、表示装置２１に図３６に示
す「Ｐｕｌｌ Ｂａｃｋ」等のメッセージを表示しステ
ップＳ４１に戻り、一連の処理を繰り返す。
【０１５６】以上に説明したように、本発明の第５の実
施の形態における挿入方向検出手法の適用及び該手法を
用いた挿入方向検出装置によれば、処理対象とする内視
鏡画像に応じて最適な挿入方向検出手法を選択的に適用
することによりスムーズな内視鏡検査を実現することが
可能となる。
【０１５７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像視野内から管腔が外れた場合等においても挿入方向を
検出することのできる内視鏡挿入方向検出方法を提供す
ることができる。
【０１５８】また、挿入検出処理結果に基づき操作者に
挿入方向情報を提示することによりスムーズな内視鏡検
査を実現することのできる内視鏡挿入方向検出装置を提
供することができる。
【０１５９】また、大腸内視鏡検査における粘膜表面の
過近接時等、挿入方向検出が困難となった場合に操作者
に適切な操作を促すことのできる内視鏡挿入方向検出方
法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置の
全体構成を示す構成図
【図２】図１の内視鏡の挿入を説明するための説明図
【図３】図１の挿入方向検出装置の構成を示す構成図
【図４】図３の挿入方向検出装置の表示装置における挿
入方向の表示を説明する図
【図５】図３の挿入方向検出装置における挿入方向判断
対象となる内視鏡像の例を示す第１の説明図
【図６】図３の挿入方向検出装置における挿入方向判断
対象となる内視鏡像の例を示す第２の説明図
【図７】図１の内視鏡の挿入状態を説明する図
【図８】図３の挿入方向検出装置における挿入方向検出
処理を説明するためのフローチャート
【図９】図８の処理での管腔方向検出におけるサンプリ
ング画素の設定を説明するための説明図
【図１０】図８の処理での勾配ベクトル算出のための空
間微分処理を説明する図
【図１１】図８の処理での勾配ベクトルに基づく管腔方
向検出を説明するための第１の説明図
【図１２】図８の処理での勾配ベクトルに基づく管腔方
向検出を説明するための第２の説明図
【図１３】図８の処理でのサンプリング画素の他の設定
を説明するための説明図
【図１４】図８の処理における領域分割を用いた処理を
説明する図
【図１５】図８の処理における画像最外周を管腔方向と
関連付けるための分割を説明するための説明図
【図１６】図８の処理におけるベクトルの射影に関する
説明図
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る円弧形状を
有するハレーションを説明する図
【図１８】図１７のハレーションに対応した挿入方向検
出処理を説明するためのフローチャート
【図１９】図１８の処理での細線化処理を説明する図
【図２０】図１８の処理でのサンプリングを説明する図
【図２１】図１８の処理でのハレーションの形状に対す
る円弧近似を説明するための説明図
【図２２】図１８の処理での近似のための円弧中心の探
索範囲を説明するための説明図
【図２３】図１８の処理での管腔方向の決定方法を説明
するための説明図
【図２４】図１８の処理での膨張処理を説明する図
【図２５】図１８の処理でのハレーションが複数存在す
る場合の処理内容を説明するための説明図
【図２６】本発明の第３の実施の形態に係る挿入方向検
出処理を説明するためのフローチャート
【図２７】図２６の処理での管腔方向の決定方法を説明
するための説明図
【図２８】図２６の処理での円弧形状判定を説明するた
めの説明図
【図２９】本発明の第４の実施の形態に係る挿入方向検
出処理を説明するためのフローチャート
【図３０】図２９の処理での管腔方向の決定方法を説明
するための第１の説明図
【図３１】図２９の処理での管腔方向の決定方法を説明
するための第２の説明図
【図３２】図２９の処理での管腔方向の決定方法を説明
するための第３の説明図
【図３３】図２９の処理での管腔方向の決定方法を説明
するための第４の説明図
【図３４】本発明の第５の実施の形態に係る挿入方向検
出処理を説明するためのフローチャート
【図３５】図３４の処理での移動ベクトルに基づく管腔
方向検出が不適と判定される場合を説明するための説明
図
【図３６】図３４の処理での挿入方向検出が不適あるい
は不能である場合の結果表示を説明するための説明図
【符号の説明】
１…内視鏡 ２…操作部 ３…挿入部 ５…コネクタ ６…制御装置 ８…ライトガイド制御装置 ９…観察用モニタ １１…Ａ／Ｄ変換器 １２…挿入方向検出装置 ２０…コンピュータ ２１…表示装置 ２２…Ｉ／Ｏ制御回路 ２３…ＣＰＵ ２４…メインメモリ ２５…記憶装置 ２６…メインプログラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 7/20 Ｇ０６Ｔ 7/20 Ｂ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｍ Ｆターム(参考） 2H040 BA00 BA21 DA54 GA00 GA06 GA10 GA11 4C061 AA04 AA29 BB02 CC06 DD03 HH51 JJ17 LL02 NN05 SS11 SS21 SS22 SS30 TT01 5B057 AA07 BA02 CA08 CA12 CA16 CF05 CH01 CH11 CH16 DA16 DB02 DB09 DC08 DC22 5C054 AA01 CA04 CC07 EG07 FC04 FC08 FC12 FC13 FC16 HA12 5L096 AA06 BA06 BA13 CA02 DA02 EA07 FA04 FA14 FA67 GA02 GA51 HA04 JA03 LA04 LA11

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内視鏡画像を入力する第１のステップ
    と、 前記内視鏡画像における明暗変化の方向を検出する第２
    のステップと、 前記検出結果に基づき内視鏡の挿入方向に関する情報を
    生成する第３のステップとを備えたことを特徴とする内
    視鏡挿入方向検出方法。
  2. 【請求項２】 前記内視鏡画像上にサンプリング画素を
    設定する第４のステップをさらに備え、 前記明暗変化の方向を前記サンプリング画素において検
    出することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡挿入方
    向検出方法。
  3. 【請求項３】 前記明暗変化の方向を空間微分により検
    出することを特徴とする請求項１または２に記載の内視
    鏡挿入方向検出方法。
  4. 【請求項４】 内視鏡の挿入方向の候補となる挿入侯補
    方向を設定する第１のステップと、 内視鏡画像を入力する第２のステップと、 前記内視鏡画像における明暗変化の方向を検出する第３
    のステップと、 前記複数の挿入候補方向及び前記明暗変化の方向の類似
    性を評価する第４のステップと、 前記評価結果に基づき内視鏡の挿入方向を決定する第５
    のステップとを備えたことを特徴とする内視鏡挿入方向
    検出方法。
  5. 【請求項５】 前記内視鏡画像上にサンプリング画素を
    設定する第６のステップと、 前記明暗変化の方向をＮ個（Ｎは整数）の前記サンプリ
    ング画素から検出し、第１のベクトルＶn（１≦ｎ≦
    Ｎ）で表し Ｋ個（Ｋは整数）の前記挿入候補方向を第
    ６のステップで設定された前記サンプリング画素の各々
    の位置を基準とする第２のベクトルＵk（１≦ｋ≦Ｋ）
    で表し、前記複数の挿入候補方向及び前記明暗変化の方
    向との類似性を評価する第７のステップとをさらに備
    え、 前記第７のステップにおいて、前記第１のベクトルＶn
    及び前記第２のベクトルＵkのなす角を評価することを
    特徴とする請求項４に記載の内視鏡挿入方向検出方法。
  6. 【請求項６】 前記評価は前記第１のベクトルＶn及び
    前記第２のベクトルＵkの差異に関する評価値εkを算出
    するとともに、 前記第５のステップにおいて、前記評価値εkが最良と
    なる前記第２のベクトルＵkを与える挿入候補方向を内
    視鏡挿入方向とすることを特徴とする請求項５に記載の
    内視鏡挿入方向検出方法。
  7. 【請求項７】 前記評価値εkは、前記サンプリング画
    素の前記第１のベクトルＶn及び前記第２のベクトルＵk
    のなす角の和またはなす角に基づく関数値であるととも
    に、 前記第５のステップにおいて、前記評価値εkが最良と
    なる前記第２のベクトルＵkを与える挿入候補方向を内
    視鏡挿入方向とすることを特徴とする請求項６に記載の
    内視鏡挿入方向検出方法。
  8. 【請求項８】 前記明暗変化の方向を空間微分により検
    出することを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１
    つに記載の内視鏡挿入方向検出方法。
  9. 【請求項９】 内視鏡画像を入力する第１のステップ
    と、 前記内視鏡画像において高い濃度値を有する画素を抽出
    する第２のステップと、 前記抽出画素の分布の状態を近似する近似式を生成する
    第３のステップと、 前記近似結果に基づき内視鏡の挿入方向を決定する第４
    のステップとを備えたことを特徴とする内視鏡挿入方向
    検出方法。
  10. 【請求項１０】 前記第３のステップにおいて、前記抽
    出画素の分布の状態を曲線近似することを特徴とする請
    求項９に記載の内視鏡挿入方向検出方法。
  11. 【請求項１１】 前記抽出画素の分布の状態と前記近似
    結果との差異を評価する第５のステップをさらに備えた
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載の内視鏡挿
    入方向検出方法。
  12. 【請求項１２】 前記第３のステップにおいて、前記抽
    出画素の分布の状態を、中心座標及び半径をパラメータ
    とする円弧として近似するとともに、前記評価は近似に
    おいて最小の誤差を与える円弧を決定し、前記挿入方向
    決定においては前記決定された円弧の中心方向を内視鏡
    の挿入方向とすることを特徴とする請求項１１に記載の
    内視鏡挿入方向検出方法。
  13. 【請求項１３】 内視鏡の挿入方向の候補となる複数の
    挿入候補方向を設定する第６のステップをさらに備え、
    前記円弧の中心方向に最も近い前記挿入候補方向を内視
    鏡の挿入方向とすることを特徴とする請求項１２に記載
    の内視鏡挿入方向検出方法。
  14. 【請求項１４】 前記抽出は閾値処理によることを特徴
    とする請求項９ないしまたは１３に記載の内視鏡挿入方
    向検出方法。
  15. 【請求項１５】 内視鏡画像を入力する第１のステップ
    と、 前記内視鏡画像において高い濃度値を有する画素を抽出
    する第２のステップと、前記抽出画素の組み合せに基づ
    く方向を生成する第３のステップと、 前記生成された方向に基づき内視鏡の挿入方向を決定す
    る第４のステップとを備えたことを特徴とする内視鏡挿
    入方向検出方法。
  16. 【請求項１６】 前記第３のステップにおいて、前記抽
    出画素から２点を組み合せるとともに、前記組み合わせ
    た２点を通る円の中心方向を生成することを特徴とする
    請求項１５に記載の内視鏡挿入方向検出方法。
  17. 【請求項１７】 前記方向を前記抽出画素の組み合わせ
    を変更することにより複数生成するとともに、前記複数
    の方向の集積状態を評価する第５のステップをさらに備
    え、 前記評価結果に基づき内視鏡の挿入方向を決定すること
    を特徴とする請求項１５または１６に記載の内視鏡挿入
    方向検出方法。
  18. 【請求項１８】 内視鏡の挿入方向の候補となる複数の
    挿入候補方向を設定する第６のステップをさらに備え、 前記生成した方向に最も近い前記挿入候補方向を内視鏡
    の挿入方向とすることを特徴とする請求項１５ないしま
    たは１７のいずれか１つに記載の内視鏡挿入方向検出方
    法。
  19. 【請求項１９】 前記抽出は閾値処理によることを特徴
    とする請求項１５ないしまたは１８のいずれか１つに記
    載の内視鏡挿入方向検出方法。
  20. 【請求項２０】 内視鏡画像を入力する第１のステップ
    と、 前記内視鏡画像において高い画素値を有する画素を抽出
    する第２のステップと、 前記抽出画素の分布の状態を近似する近似式を生成する
    第３のステップと、 前記抽出画素の分布の状態と前記近似結果との差異を評
    価する第４のステップと、 前記抽出画素の分布の状態に基づき内視鏡の挿入方向を
    決定する第５のステップと、 前記決定された挿入方向に関する情報を生成する第６の
    ステップとからなる内視鏡挿入方向検出方法であって、 前記近似結果との差異の評価において近似結果が十分で
    ない場合においては前記挿入方向の決定または前記情報
    の生成の少なくともいずれかを行わないことを特徴とす
    る内視鏡挿入方向検出方法。
  21. 【請求項２１】 前記近似式は円弧形状を近似するもの
    であるとともに、前記評価は前記抽出画素の分布の状態
    及び前記近似式による近似結果の誤差に対する評価であ
    ることを特徴とする請求項２０に記載の内視鏡挿入方向
    検出方法。
  22. 【請求項２２】 前記抽出画素の分布の状態及び前記近
    似式による近似結果の誤差を閾値により評価することを
    特徴とする請求項２１に記載の内視鏡挿入方向検出方
    法。
  23. 【請求項２３】 前記近似式は円の方程式であることを
    特徴とする請求項２１に記載の内視鏡挿入方向検出方
    法。
  24. 【請求項２４】 内視鏡画像を時系列的に入力する第１
    のステップと、 前記時系列的に入力された複数の内視鏡画像間における
    動き方向を検出する第２のステップと、 前記第２のステップの検出結果に基づき内視鏡挿入方向
    を決定する第３のステップとを備えたことを特徴とする
    内視鏡挿入方向検出方法。
  25. 【請求項２５】 前記内視鏡画像から管形状の延長方向
    を検出する第４のステップをさらに備え、 前記第２のステップが前記第４のステップによる管形状
    の延長方向検出結果に基づき動き方向を決定し、前記第
    ４のステップにおいて前記延長方向が検出されない場合
    に前記内視鏡挿入方向を決定することを特徴とする請求
    項２４に記載の内視鏡挿入方向検出方法。
  26. 【請求項２６】 前記内視鏡画像において低い濃度値を
    有する画素を抽出する第５のステップとをさらに備え、 前記第４のステップが前記抽出画素の分布に基づき管形
    状の延長方向を検出するとともに、少なくとも１画素を
    動き方向を決定するための基準点と定め、 前記第２のステップが前記基準点の移動に基づく動き方
    向を検出することを特徴とする請求項２５に記載の内視
    鏡挿入方向検出方法。
  27. 【請求項２７】 前記抽出が閾値処理によることを特徴
    とする請求項２６に記載の内視鏡挿入方向検出方法。
  28. 【請求項２８】 前記第４のステップが動きベクトルに
    基づく動き方向を検出することを特徴とする請求項２６
    または２７に記載の内視鏡挿入方向検出方法。
  29. 【請求項２９】 内視鏡画像を入力する第１のステップ
    と、前記内視鏡画像に基づき内視鏡の挿入方向を検出す
    る第２のステップと前記検出された挿入方向に関する情
    報を生成する第３のステップと備え、 前記挿入方向を検出するための検出アルゴリズムを複数
    備えるとともに、前記内視鏡画像に応じて前記検出アル
    ゴリズムを選択適用することを特徴とする内視鏡挿入方
    向検出方法。
  30. 【請求項３０】 内視鏡画像を入力する内視鏡画像入力
    手段と、前記内視鏡画像から内視鏡の挿入方向を検出す
    るための複数の検出アルゴリズムを備える挿入方向検出
    手段と、前記検出された挿入方向に基づく挿入補助情報
    を生成する挿入補助情報生成手段とを備えた内視鏡挿入
    方向検出装置であって、 前記挿入方向検出手段が適用する検出アルゴリズムを前
    記内視鏡画像に基づき変更する検出アルゴリズム変更手
    段とを備えたことを特徴とする内視鏡挿入方向検出装
    置。
  31. 【請求項３１】 前記挿入補助情報を表示する表示手段
    を備えたことを特徴とする請求項３０に記載の内視鏡挿
    入方向検出装置。
  32. 【請求項３２】 内視鏡画像を入力する第１のステップ
    と、 前記内視鏡画像から前記内視鏡が観察対象に対し過近接
    状態にあることを検出する第２のステップと、 前記検出結果に基づき内視鏡操作に関する情報を生成す
    る第３のステップとを備えたことを特徴とする内視鏡挿
    入方向検出方法。
  33. 【請求項３３】 前記検出は前記内視鏡画像の色調及び
    画素値の統計量の少なくともいずれかに基づくものであ
    ることを特徴とする請求項３２に記載の内視鏡挿入方向
    検出方法。
  34. 【請求項３４】 前記生成する情報は内視鏡の後退を促
    すものであることを特徴とする請求項３２または３３に
    記載の内視鏡挿入方向検出方法。
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