JP2005143668A - カプセル型内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 生体内から生体外に向けて画像データを伝送したときに、伝送路上の誤りによる影響を低減できるカプセル型内視鏡を提供する。
【解決手段】 生体内のカプセル本体３の撮像手段により撮像され、フレームメモリ１５ｅに格納された画像データは圧縮されてバッファ１５ｆに格納され、さらに複数の分割圧縮画像データ１５ｇに分割された後、よりデータ量の小さいパケットデータ１５ｈにされると共に、誤り訂正符号１５ｉが付加された後、変調されて無線で伝送される。体外の記録装置４側では、アンテナで受信し、さらに復調した画像データに対してビット誤りの訂正及び誤り訂正符号の除去をして圧縮画像データを復元する。複数に分割し、さらに誤り訂正符号を付加することにより、データ化けを抑制して復元できるようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、生体内部を撮影し、画像データを無線伝送するカプセル形状にされたカプセル型内視鏡に関する。

近年、カプセル形状にして体内に挿入され、体内を撮像した画像データを体外に無線で送信するカプセル型内視鏡が種々提案されている。
従来例として、例えばＰＣＴ国際公開 ＷＯ ０３／０１０９６７号公報には、撮像センサから送られてきたデータを圧縮して、データサイズを小さくして無線伝送する方法が開示されている。
ＰＣＴ国際公開 ＷＯ ０３／０１０９６７号公報

しかしながら、情報量が大きい画像データを送信する場合には、一般に高い周波数で送信することにより伝送効率を向上させるため、体内のカプセル型内視鏡から体内組織を透過して体外に送信する際に信号の減衰量が大きくなり、大気中で無線通信を行う場合よりも遙かにビット誤りが発生する確率が高くなっていた。
このため、従来例のように、画像データを圧縮すると、冗長性が失われ、伝送路上で発生するビット誤りのために、伸長された画像が劣化して、診断に有効使用する機能が低下するという不都合があった。

（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、生体内から生体外に向けて画像データを伝送したときに、伝送路上の誤りによる影響を抑圧ないしは低減できるカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。

生体内部に挿入され、生体内部を撮影し、画像データを無線で体外に伝送するカプセル型内視鏡において、
取得した原画像データを圧縮する画像データ圧縮手段と、
圧縮された画像データを分割する画像データ分割手段と、
分割された圧縮画像データに誤り訂正符号を付加する手段と、
を具備することにより、伝送路上に誤りが発生しても、画像データを分割すると共に、誤り訂正符号が付加してあるので、その影響を抑圧又は低減できるようにしている。

本発明によれば、伝送路上に誤りが発生しても、画像データを分割しかつ誤り訂正符号が付加してあるので、その影響を抑圧又は低減できる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１ないし図６は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えたカプセル型医療システムの構成を示し、図２は撮像された画像データをカプセル型内視鏡から体外の装置に無線伝送する概略の動作説明図を示し、図３及び図４はカプセル型内視鏡により撮像された画像データを無線送信する処理内容を示し、図５及び図６は体外の記録装置側で受信した画像データを復元する処理内容を示す。本実施例は、生体内から生体外に向けて画像データを伝送したときに、伝送路上の誤りによる影響を抑圧ないしは低減できるカプセル型内視鏡及びカプセル型内視鏡を用いた画像データ伝送方法を提供することを目的とする。
図１に示すように本発明の実施例１を備えたカプセル型医療システム１は、嚥下或いは挿入等により体内に挿入され、撮像を行うカプセル型内視鏡本体３（以下、単にカプセル本体と略記）と、体外に配置され、このカプセル本体３から送られる生体情報を無線で受信し、記録する記録装置４と、この記録装置４に着脱（結合及び分離）可能に接続され、生体情報の表示を行う表示装置５とから構成されている。また、記録装置４及び表示装置５は、患者の体外に配置される体外装置６を形成している。

記録装置４は、カプセル本体３から送信される画像データを記録（蓄積）する構成として、小型及び軽量化して、患者が着る白衣やジャケット等に装着できるようにしており、動作確認等のために画像を表示する必要がある場合には記録装置４に画像を表示する機能を有する表示装置５とＵＳＢケーブル２６で接続することができるようにしている。

カプセル本体３は、カプセル状の密閉された収納容器１０における一方の端部（前端という）に半球状の透明部材で形成された照明＆観察窓１１を有している。また、カプセル本体３の前端には、照明＆観察窓１１の中央部分に対向して対物光学系１２がレンズ枠に取り付けられて配置され、その周囲の例えば４箇所には、照明手段を構成する発光素子として、例えば白色ＬＥＤ１３が配置されている。

対物光学系１２の結像位置には、生体の画像情報を得る画像センサとして例えばＣＭＯＳセンサ等の撮像センサ１４が配置されている。この撮像センサ１４の背面側には、この撮像センサ１４に対する信号処理を行い圧縮された画像データ（例えばＪＰＥＧデータ）を生成する信号処理回路１５と、無線通信を行う通信回路１６と、撮像センサ１４と、信号処理回路１５等に動作用の電力を供給する複数のボタン型の電池１７とが配置されている。
また、撮像センサ１４に隣接する側部には、通信回路１６に接続され、体外の記録装置４（のアンテナ２１ａ〜２１ｃ）とで無線通信するための電波の放射及び受信をするアンテナ１８が配置されている。また電池１７に隣接する後端には、その電力の供給のＯＮ／ＯＦＦを行うスイッチ１９が配置されている。また、撮像センサ１４、信号処理回路１５、通信回路１６はフレキシブル基板２０により電気的に接続され、さらにフレキシブル基板２０はスイッチ１９を介して電池１７と接続されている。

本実施例における信号処理回路１５は、Ａ／Ｄ変換回路、ＣＰＵ、フレームメモリ、バッファ等を内蔵している。そして、後述するように撮像センサ１４で撮像した画像信号をＡ／Ｄ変換してフレームメモリに格納した画像データを圧縮処理して圧縮画像データを生成し、さらにバッファを用いて圧縮画像データを複数に分割して、誤り訂正符号を付加する処理を行う。そして、通信回路１６を介して体外に送信するようにしている。
つまり、この信号処理回路１５は、画像データを圧縮する画像データ圧縮処理部１５ａと、圧縮された画像データを複数に分割する圧縮画像データ分割処理部１５ｂと、分割された圧縮画像データに誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号付加処理部１５ｃの機能を備えている。

また、この信号処理回路１５は、ＲＯＭ等、プログラムデータを格納したプログラムデータ格納部１５ｄを内蔵し、信号処理回路１５内部のＣＰＵは、このプログラムデータ格納部１５ｄのプログラムデータに従って、図３及び図４に示すような画像データを圧縮する処理、圧縮された画像データを複数に分割する処理、分割された圧縮画像データに誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号付加処理等を行う。
一方、体外の記録装置４は、複数のアンテナ２１ａ〜２１ｃが接続されたアンテナユニット２２と、このアンテナユニット２２が着脱自在に接続される筐体２３に収納された画像データを記録する記録処理ブロック２４及びこの記録処理ブロック２４等に電源を供給する電源ブロック２５とを備えている。

この記録装置４は、データ伝送手段として、例えばＵＳＢケーブル２６により表示装置５と切り離し（取り外し）可能に接続されており、記録装置４で受信された画像や、記録装置４に蓄積された画像を、ＵＳＢケーブル２６を介して表示装置５側に伝送することができるようにしている。そして、表示装置５により、伝送された画像データを伸張処理して、表示面に表示したり、編集して複数の画像を同時に表示したりすることができるようにしている。
アンテナユニット２２は、外装ケースとして、例えば内部或いは外部の表面が金属メッキ等のシールド加工されたプラスティック製の筐体２２ａを有している。筐体２２ａの内部には同軸ケーブル３１によりそれぞれ接続されたアンテナ２１ａ〜２１ｃを切り替えるアンテナセレクタ３２と、アンテナ２１ａ〜２１ｃとこのアンテナセレクタ３２を介して接続された無線通信を行う高周波回路（ＲＦ回路と略記）３３と、このＲＦ回路３３により復調されたベースバンドの信号を生成するベースバンド回路（図１ではＢＢ回路と略記）３４と、記録装置４と着脱自在に接続される接続用のコネクタ３５とを有する。

このアンテナユニット２２では、主にＲＦ回路３３を含む高周波信号を扱う部分がシールド及び封止されており、コネクタ３５の記録装置４との接続部はベースバンド信号（及びアンテナ切替信号）のみとなっており、信頼性及び動作の安定性を向上させている。 記録装置４の筐体２３は、金属或いは（シールド加工された）プラスティック製で形成され、その内部に電源ブロック２５と、記録処理ブロック２４とが収納されている。
電源ブロック２５には、並列に配置された電池３６ａ、３６ｂと各電池３６ａ、３６ｂにそれぞれ直列に接続されたスイッチ３７ａ、３７ｂと、各電池３６ａ、３６ｂの電圧を監視して、スイッチ３７ａ、３７ｂの一方をＯＮ等する電源監視回路３８と、ＯＮされた電池と接続され、記録処理ブロック２４で必要とされる電圧値の直流電源に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ３９とからなる。

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３９の直流電源は記録処理ブロック２４の他に、コネクタ３５を介してアンテナユニット２２側にも供給される。
記録処理ブロック２４は、主にアンテナユニット２２を制御すると共に、受信した画像データの復号化処理等を行うＣＰＵ（１）４０と、記録装置４の記録等の制御を行うＣＰＵ（２）４１と、両ＣＰＵ（１）４０及びＣＰＵ（２）４１と接続され、時間管理を行い、画像を受信した場合の日時の情報を出力するリアルタイムクロック（ＲＴＣと略記）４２と、両ＣＰＵ（１）４０及びＣＰＵ（２）４１と接続され、アンテナセレクタ３２と接続されるアドレスセレクタ４３とを有する。

また、この記録処理ブロック２４は、アドレスセレクタ４３に接続され、選択されたアンテナセレクタ３２からのデータを一時格納するメモリ（ＳＲＡＭ）４４と、両ＣＰＵ（１）４０及びＣＰＵ（２）４１に接続され、ＰＣカードメモリ４５への書き込み制御を行うＰＣカードコントローラ４６と、このＰＣカードコントローラ４６に接続されたＰＣＭＣＩＡスロット４７と、このＰＣＭＣＩＡスロット４７に着脱可能に接続され、受信して復調された画像データ（ＪＰＥＧデータ）等を格納するＰＣカードメモリ４５と、ＵＳＢケーブル２６を介してデータを表示装置５に転送する処理を行うＵＳＢドライバ４８と、ＣＰＵ（１）４０及びＣＰＵ（２）４１等の動作プログラムを格納するＲＯＭ４９と、ＣＰＵ（１）４０及びＣＰＵ（２）４１等に基準となるクロックを供給する発振器（ＯＳＣ）５０とを有する。

本実施例では、アンテナ２１ａ〜２１ｃで受信し、ベースバンド回路３４により復調された画像データは、圧縮された画像データを分割して誤り訂正符号が付加されたものであるので、ＣＰＵ（１）４０は、誤り訂正符号の除去と誤り訂正処理を行い、圧縮画像データを復元する処理を行うようにしている。
つまり、このＣＰＵ（１）４０は、ベースバンド回路３４により送られてくる画像データに対して、圧縮画像データを復元する圧縮画像データ復元部４０ａの機能を持つ。

一方、表示装置５は、記録装置４のＵＳＢドライバ４８とＵＳＢケーブル２６で接続され、ＵＳＢドライバ４８側から送信される画像データとしてのＪＰＥＧデータを受け取るＵＳＢレシーバ５１と、このＵＳＢレシーバ５１とバスを介して接続され、画像データの伸張処理等や表示装置５の動作制御を行うＣＰＵ５２と、このバスに接続され、画像データの一時記憶やＣＰＵ５２の作業エリアとして使用されるメモリ（具体的にはＳＤＲＡＭ）５３と、このバスに接続され、ＣＰＵ５２により伸張処理された画像データに対して画像表示のための映像信号（例えばＲＧＢビデオ信号）に変換する処理を行う映像信号発生回路５４と、この映像信号発生回路５４の出力端に接続され、映像信号としての例えばＲＧＢビデオ信号が入力されることにより、対応する画像を表示するモニタ５５とを有する。

そして、この表示装置５がＵＳＢケーブル２６で記録装置４に接続されていると、記録装置４側から時刻データが付加されたタイムスタンプ付きの画像データが表示装置５に送られる。そして、表示装置５には伸張されたＪＰＥＧデータの画像が表示される。
また、記録装置４のＰＣカードメモリ４５には復調された画像データが保存される。

次に本実施例による主要な特徴となる画像データ処理の全体的な動作の概要を図２を参照して説明する。
図２は、点線の上側がカプセル本体３内での処理を示し、点線の下側が記録装置４側での処理を示す。

カプセル本体３側では、撮像センサ１４で撮像された画像信号は、信号処理回路１５により増幅され、Ａ／Ｄ変換された後、信号処理回路１５内のフレームメモリ１５ｅに１フレーム分の画像データが格納される。このフレームメモリ１５ｅの画像データは、信号処理回路１５内のＣＰＵにより圧縮処理された後、（圧縮データ）バッファ１５ｆに格納される。
この場合、バッファ１５ｆに格納される圧縮画像データは、その先頭位置に、圧縮画像データの始めを示すスタートマークとなるＳＯＩとして、例えばコードＦＦＤ８が付加される。また、圧縮画像データの終了位置には、画像データの終了を示すエンドマークとなるＥＯＩとして、コードＦＦＤ９が付加される。

このようにバッファ１５ｆに格納された圧縮画像データは、上下や左右のラインに沿って複数の分割圧縮画像データ１５ｇに分割される。図２の例では１６個に分割されている。この場合にも、分割された最初の分割圧縮画像データの先頭にはＳＯＩが付加されている。また、最後の分割圧縮画像データの後にはＥＯＩが付加され、さらに所定サイズとなるようにダミーデータが付加される。
そして、分割圧縮画像データ１５ｇは、無線での画像データの送受信をより確実に行えるようにするために、より小さなデータ量のパケットデータ１５ｈにされる。この場合、誤り訂正符号１５ｉが付加される。誤り訂正符号１５ｉとしては、ハミング符号で示しているが、リードソロモン符号でも良い。
そして、カプセル本体３側から画像データがより小さなデータ量のパケットデータ１５ｈにされ、高周波で変調されて電波となり、無線で送信される。

記録装置４側では、電波をアンテナ２１ａにより受信し、ＲＦ回路３３及びベースバンド回路３４を経て画像データが復調されてＳＲＡＭ４４に格納される。そして、ＣＰＵ（１）４０は、誤り訂正符号を用いて、画像データの誤り訂正処理を行い、その後、誤り訂正符号の除去を行い、圧縮画像データを復元する。復元された圧縮画像データは、ＰＣカードメモリ４５に保存される。
次にカプセル本体３の信号処理回路１５による処理内容を図３及び図４を参照して説明する。
撮像センサ１４で撮像されて、信号処理回路１５により信号処理された画像データは、この信号処理回路１５内部のフレームメモリ１５ｅに格納される。このフレームメモリ１５ｅに画像データが格納されると、信号処理回路１５内部のＣＰＵは、送信の処理を開始し、最初に１フレーム分の送信の終了を判定するフラグとしてのＥＮＤを０に設定し、次のステップＳ２において、１フレーム分の画像データをフレームバッファに転送する。

そして、次のステップＳ３において、ＣＰＵは、例えば８×８の画素ブロックでＪＰＥＧの圧縮処理を行い、圧縮した圧縮画像データを（圧縮データ）バッファに格納する。 この圧縮画像データは、図２に示したようにその先頭位置にＳＯＩ（ＦＦＤ８）が、終了位置にＥＯＩ（ＦＦＤ９）が付加される。
次のステップＳ４において、ＣＰＵは、圧縮画像データを所定サイズに分割して、送信するためのパラメータＮを０に設定する。そして、ステップＳ５に示すように、ＣＰＵは、圧縮データバッファから圧縮画像データを、例えば１ワード（１６ビット）分読み込み、パケットバッファに書き込む。
このようにパケットバッファに１ワード分の圧縮画像データの書き込みが終了すると、ステップＳ６に示すようにＣＰＵは、パラメータＮを１つ大きくする。

そして、次のステップＳ７において、ＣＰＵは、読み込んだ１ワード分の圧縮画像データに（圧縮画像のエンドマークとしての）ＦＦＤ９を含むか否かの判断を行う。
この判断において、ＦＦＤ９を含まない場合には、ステップＳ８に進み、ＣＰＵは、パラメータＮが１０未満か否かの判断を行う。このステップＳ８の判断結果が１０未満の場合には、ステップＳ５に戻り、このステップＳ８の判断結果が１０以上の場合には、図４のステップＳ１１に進む。
このようにして、パケットバッファには１０ワード分（１６０ビット分）の圧縮画像データが格納される。

なお、ステップＳ７の判断において、読み込んだ１ワード分の圧縮画像データにＦＦＤ９が含まれる場合には、ステップＳ９に移り、ＣＰＵは、パケットバッファ内のデータが１０ワードになるまで００００を追加して、処理をし易くする。その後、ステップＳ１０において、フラグＥＮＤを１にして、ステップＳ１１に移る。
このようにして、パケットバッファ内に１０ワード分の圧縮画像データが格納されると、図４に示すように、その圧縮画像データは、誤り訂正符号が付加されて送信されることになる。

ステップＳ１１において、ＣＰＵは、パケットバッファ内の圧縮画像データを送信するためのパラメータＮを０にする。その後、次のステップＳ１２において、ＣＰＵは、パケットバッファから１０ビット分の画像データを読み込み、この１０ビット分の画像データに対して（ビット誤り訂正符号としての）４ビットのハミング符号を計算して付加し、さらに１ビットのパリティ符号を、伝送バッファに書き込み、合計１５ビットにする。
次のステップＳ１３においてＣＰＵは、パラメータＮを１つ大きくした後、ステップＳ１４に示すようにパラメータＮが１６未満かの判断を行う。
そして、パラメータＮが１６未満の場合には、ステップＳ１２に戻る。このようにして、パケットバッファに格納されている圧縮画像データが伝送バッファに書き込まれる。

伝送バッファに書き込まれた誤り訂正符号が付加された圧縮画像データは、伝送バッファから通信回路１６に送られ、パケットデータ単位で変調されて、アンテナ１８から無線で送信されるようになる。
上記ステップＳ１４の判断において、パラメータＮが１６以上の場合には、ステップＳ１５に進み、このステップＳ１５において、ＣＰＵは、フラグＥＮＤが１か否かの判断を行い、１でない場合にはステップＳ４に戻る。そして、パラメータＮを再び０にして、次の１ワード分の圧縮画像データをパケットバッファに転送して同様の動作を行う。
この動作を繰り返すことにより、ＦＦＤ９が含まれる最終データが、最後に圧縮データバッファから読み出される。

この場合には、ステップＳ１１からステップＳ１４の動作を繰り返した後、次のステップＳ１５に進み、このステップＳ１５の判断において、フラグＥＮＤが１であるので、終了となる。つまり、１フレーム分の圧縮画像の無線伝送が終了する。
次に図５及び図６を参照して、記録装置４側での受信した画像データの復元化処理を説明する。
記録装置４側ではカプセル本体３のアンテナ１８により無線で送信される電波をアンテナ２１ａ〜２１ｃで受け、ＲＦ回路３３、ベースバンド回路３４を経てベースバンドの信号データに復調され、ＳＲＡＭ４４の一部で形成される受信バッファに格納されるようになる。

ＣＰＵ（１）４０は、復元化の処理を行うために、ステップＳ２１で復元化処理を終了する判断用のフラグＲＥＮＤを０に、さらに次のステップＳ２２においてパラメータＭを０にした後、ステップＳ２３に示すように（誤り訂正符号が付加された）信号データを１５ビット分、受信バッファに格納する。
その次のステップＳ２４でパラメータＭを１つ大きくした後、次のステップＳ２５においてＣＰＵ（１）は、このパラメータＭが１６未満かの判断を行う。そして、パラメータＭが１６未満の場合には、ステップＳ２３に戻る。
このようにして、受信バッファに（送信側のパケットバッファに格納された圧縮画像データ分となる）信号データを格納する。

そして、図６の処理に進む。図６のステップＳ３１に示すようにＣＰＵ（１）４０は、受信バッファに格納された信号データに対して、ビット誤り訂正及び誤り訂正符号の除去の処理を行い、その処理を行った信号データをパケットバッファに格納する。このパケットバッファには、送信側のパケットバッファに格納した１０ワード分の圧縮画像データが格納されることになる。
次のステップＳ３２においてＣＰＵ（１）４０は、新たにパケットデータ処理用として用いるパラメータＭを０にした後、ステップＳ３３に示すように１ワード分の圧縮画像データをパケットバッファから読み込み、圧縮データバッファに格納する。この場合、送信側で圧縮データバッファから圧縮画像データをパケットバッファに書き込むことにより、圧縮画像データを複数に分割する場合の分割順序と同じ順序で、この受信側の圧縮データバッファに復元化された圧縮画像データを書き込む。

そして、次のステップＳ３４において、ＣＰＵ（１）４０は、１ワード分の圧縮画像データにＦＦＤ９が含まれるかの判断を行う。ＦＦＤ９が含まれない場合には、ステップＳ３５においてパラメータＭの値を１つ大きくした後、ステップＳ３７においてパラメータＭが１０未満かの判断を行う。
この判断において、パラメータＭが１０未満の場合には、ステップＳ３３に戻る。このようにして、上記パケットバッファに格納した１０ワード分の圧縮画像データが、圧縮データバッファに格納される。このように送信側での（圧縮データバッファからの）圧縮画像データを１０ワードのサイズの圧縮画像データに分割されたものが、受信側で復元化されて圧縮データバッファに書き込まれるようになる。
なお、ステップＳ３４において、１ワード分の圧縮画像データにＦＦＤ９が含まれる場合にはステップＳ３６において、フラグＲＥＮＤを１にしてステップＳ３５に移る。

上記ステップＳ３７において、パラメータＭが１０以上の場合には、次のステップＳ３８においてＣＰＵ（１）４０は、受信バッファ及びパケットバッファをクリアし、その後、ステップＳ３９に示すようにＣＰＵ（１）４０は、フラグＲＥＮＤが１かの判断を行う。
そして、フラグＲＥＮＤが１でない場合にはステップＳ２２に戻り、次に受信したパケットデータに対して同様の処理を行う。
このような処理を繰り返すことにより、パケットデータに格納される圧縮画像データにＦＦＤ９が含まれるようになり、この場合には上述のようにステップＳ３６でフラグＲＥＮＤが１に設定され、従ってステップＳ３９の判断において、フラグＲＥＮＤが１と判断されてこの処理を終了する。
このようにして、復元化された１フレーム分の圧縮画像データが圧縮データバッファに格納される。この圧縮画像データは、ＣＰＵ（２）４１により、ＰＣカードメモリ４５に保存されることになる。

以上の説明では、１フレーム分の画像データの場合で説明したが、この動作が撮像されたフレーム分、繰り返されることになる。
本実施例によれば、体内のカプセル本体３で撮像して得た画像データを圧縮すると共に、その圧縮した画像データを複数に分割し、誤り訂正符号を付加した後、無線伝送するようにしているので、体内から体外に伝送する際の伝送路上で減衰等のために、体外の記録装置４側で受信した際に誤りが発生しても、画像データは分割されており、かつ、誤り訂正符号が付加されているので、その誤りを解消ないしは低減化できる。また、仮に、誤り訂正符号により訂正できない（大きな）誤りが発生しても、分割されているので、その誤りが他の分割ブロックの画像データに連鎖するのを低減化することもできる。
従って、本実施例によれば、画像データの無線伝送をする場合、受信側での画像データの復元を、画質の低下を抑制して行えるようになる。従って、診断などに適した質の良い内視鏡画像を得ることを可能とする。

なお、上述の説明では撮像（撮影）して得られる画像データを圧縮した後、複数の画像データに分割すると説明したが、圧縮する前に複数に分割し、分割後に圧縮するようにしても良い。この場合、例えば画像の中央側の分割ブロックの画像データと周辺側の分割ブロックの画像データ等とにおいて、例えば中央側では圧縮率を小さくし、周辺側では圧縮率を大きくする等、分割ブロックに応じて圧縮率を変更するようにしても良い。
また、このように複数の分割ブロックに分割し、異なる分割ブロックにおいて圧縮率を変更した場合には、その圧縮率の情報も付加するようにして、受信側ではその情報を用いて、圧縮率が均一でない場合にも確実に伸張処理ができるようにしても良い。
なお、圧縮率の情報も付加して送信する場合には、画像データの先頭部分等に付加するようにしても良い。

また、分割ブロックにおける圧縮率を順次変更して、均一化して画像データを送信するようにしても良い。さらに分割した分割ブロックにおける輝度レベルを検出し、その輝度レベルにより暗部やハレーションが含まれているような無効領域を含む可能性が高い分割ブロックでは圧縮率を大きくし、暗部やハレーションが含まれていない分割ブロックでは圧縮率を小さくする等しても良い。

次に本発明の実施例２を図７ないし図９を参照して説明する。図７は実施例２を備えたカプセル型内視鏡システム６１Ａを示す。
図７に示すカプセル型内視鏡システム６１Ａは、カプセル型内視鏡６２Ａと、体外装置６３Ａとから構成される。
カプセル型内視鏡６２Ａは、カプセル形状の外装容器６４における透明カバーに対向する部分に、照明装置６５と、対物レンズ６６とが配置され、この対物レンズ６６の結像位置に撮像センサ６７ａを配置した撮像装置６７が設けてある。
この撮像装置６７で撮像された画像信号は、Ａ／Ｄ変換された後、（圧縮及び分割処理を行う）圧縮装置６８に送られ、フレームメモリ（図７ではメモリと略記）６９に格納される。図９（Ａ）は、このフレームメモリ６９に格納される画像を示す。

この圧縮装置６８には、圧縮処理及び分割処理をするＣＰＵ等が内蔵されている。圧縮装置６８に送られた画像信号は、ＣＰＵにより、複数に分割され、さらに圧縮処理された後、例えばこのフレームメモリ６９における圧縮データエリアに格納される。なお、圧縮された画像データを格納するものはフレームメモリでも、ラインメモリでも良い。
そして、圧縮処理された画像データは、さらに複数に分割される。分割された画像データは、無線装置７０に送られ、無線装置７０のアンテナを介して外部に送信される。

なお、実施例１で説明したように、例えば分割された画像データに対して誤り訂正符号を付けて送信するようにしても良い。
一方、体外装置６３は、カプセル型内視鏡６２Ａから無線で送信される画像データを受信する無線装置７１が設けてあり、この無線装置で復調された画像データは伸張装置７２により、伸張処理される。この伸張処理された画像データは合成装置７３に送られる。

なお、送信側で誤り訂正符号を付けて送信した場合には、伸張装置７２において、誤り訂正処理及び誤り訂正符号の除去がされた後、伸張処理がされることになる。
伸張装置から送られた画像データは、分割の逆の合成処理を行う合成装置７３で合成される。この合成装置７３で合成された画像データは、圧縮装置７４に送られ、記録に適した圧縮処理がされた後、記録装置７５で記録される。
また、図８に示す変形例の体外装置６３Ｂのような構成にしても良い。この体外装置６３Ｂは、無線装置で復調した画像データを記録装置７５で記録し、この記録後に読み出して伸張装置７２で伸張処理し、さらに合成装置７３で合成して、圧縮及び分割前の画像データを生成し、表示装置７６で表示するような構成にしている。

本実施例では、撮像センサ６７ａにより画像が撮像される。この撮像センサ６７ａは、例えばＣＩＦの画像センサであり、このＣＩＦの場合には、３５２画素×２８８ラインとなる。そして、この撮像センサ６７ａで撮像された画像信号は、Ａ／Ｄ変換されて圧縮装置６８に送られ、フレームメモリ６９に格納される。図９（Ａ）はその場合の画像データを示す。なお、図９（Ａ）では簡単化のため、縦方向に９ラインに分けた場合で示している。

そして、圧縮装置６８による圧縮方式がＪＰＥＧの場合には、８×８画素毎のブロックに分割して、そのブロック内を圧縮する。
図９（Ｂ）は、最初の８×８画素の第１ブロックから第４４ブロックに対して圧縮処理をする様子を示す。第１ブロックは縦方向に１−１、１−２、…，１−８と８ライン分の画素と、水平方向にも（符号は示してないが）同様に８列分の画素、つまり８×８の画素からなる。
この第１ブロック内の８×８画素は、ジグザグスキャンして画像圧縮が行われ、そのブロック内が終わると隣のブロックに移動する。上記のようにＣＩＦの画像データは、３５２画素×２８８ラインであるので、これを４４回行うと８ライン分が終了することになる。そこで８ライン分の圧縮処理が終わると、画像圧縮をいったん終了して、その圧縮画像データに分割された分割画像データに対してエンドマーカを付ける。

次にラスタスキャンして次の８ライン分を同様に圧縮する。このような処理動作を繰り返す。ＣＩＦの画像データの場合には、３６回繰り返すことにより、全画像データを圧縮できることになる。この場合には、３６個に分割されることになる。このように分割された画像データは、無線装置７０に送られ、変調されて無線で送信される。上述のように無線装置７０に送る前に誤り訂正符号を付加しても良い。
体外装置６３Ａ側では、無線装置７１で受信して復調処理を行い、伸張装置７２に送り、圧縮の逆の伸張処理をする。送信側で誤り訂正符号を付けた場合には、誤り訂正の処理及び誤り訂正符号の除去処理もされる。そして、伸張装置７２により伸張処理された画像データは、合成装置７３に送られ、合成される。そして、さらに圧縮装置７４により画像データは圧縮され、記録装置７５により記録される。

図８に示す体外装置６３Ｂでは、無線装置７１で受信して復調した画像データを記録装置７５に格納する。そして、表示時には伸張装置７２に送り、伸長し、さらに合成装置７３で合成処理して表示装置７６で表示する。
上述の説明では、８ライン分に分割した場合で説明したが、８ラインの整数倍に分割しても良い。
例えば、図９（Ｂ）に示した第１ブロックから第４４ブロックまでラスタスキャンする動作を４回行った後、エンドマーカを付けてその分割ブロックを終了すると、全画面を水平に９分割することになる。
これらを表にすると図９（Ｃ）のようになる。これは圧縮方式がＪＰＥＧ以外の可逆或いは非可逆のタイプにも有効である。

このような分割を行うことにより、分割したところを境にして上或いは下の画像には影響をしないことにできる。従って、このように分割した画像は部分的に診断にも使用できる画像になる。
このため、例えば検査しようとする部位に応じて、予め分割する形態を適宜に選択設定するようにしても良いし、体外装置６３Ｂ側から分割形態を変更する信号を送り、分割形態を変更できるようにしても良い。また、分割した全ての分割ブロックの画像データを送信しても良いが、一部のみを送信するように制御するようにしても良い。
本実施例によれば、画像データを複数に分割して送信するようにしているので、分割しないで送信した場合における画像データ全体のデータ化けによる画質の劣化を抑制することができる。また、誤りの訂正符号を付けて送信することにより、データ化け等の伝送エラーを解消ないしは低減できる。そして、診断等に適した質の良い内視鏡画像を得ることができる。

次に本発明の実施例３のカプセル型内視鏡を説明する。図１０に示す実施例３を備えたカプセル型内視鏡システム６１Ｂは、カプセル型内視鏡６２Ｂと体外装置６３Ｃとから構成される。
カプセル型内視鏡６２Ｂは、図７のカプセル型内視鏡６２Ａにおいて、さらに撮像した画像データのフレームレートを設定するフレームレート設定装置８１と、圧縮率を設定する圧縮率設定装置８２とが設けられた構成になっている。
一方、体外装置６３Ｃは、無線装置７１と記録装置７５とを備えた構成である。勿論、図７等に示した体外装置６３Ａにしても良い。

本実施例は、運用部位等によりカプセル型内視鏡６２Ｂの移動速度が異なるため、移動速度が速い場合にはフレームレートを上げ、移動速度が遅い場合にはフレームレートを下げることができるようにフレームレートを可変できるようにしている。
つまり、圧縮率を圧縮後のデータ／圧縮前のデータサイズとすると、フレームレート設定装置８１により設定される複数のフレームレートで撮像装置６７は、撮像することができるようにしている。また、本実施例では、フレームレート設定装置８１によるフレームレートの情報により、このフレームレートに反比例するように圧縮率を設定する圧縮率設定装置８２からの圧縮率の設定情報により、圧縮装置６８は、画像データの圧縮を行うようにしている。

例えば、２ｆｐｓ（２フレーム／秒）のフレームレートの通常（撮像）モードと２０ｆｐｓ（２０フレーム／秒）のフレームレートで撮像を行う高速モードとを設けたカプセル型内視鏡６２Ｂにおいては、圧縮率設定装置８２は、通常モードの圧縮率：高速モードの圧縮率＝１０：１となるように設定する。
このように撮像のフレームレートと圧縮率とを反比例するような関係に設定することにより、低圧縮における冗長度の削除が小さくできるため、原画像への影響も小さくできる。
また、圧縮後のデータ速度が通常モードと高速モードで等しくなり、同一の無線帯域幅で送ることができるため、体外装置６３Ｃの無線装置７１に用いる受信機として同じものが共通に使用できるメリットもある。

これに対して、圧縮率を同じにすると冗長度は変わらず、無線帯域とフレームレートの関係は比例する。このとき、それぞれの帯域用に受信機を別々に設けると、通常モードの帯域が狭い方は、帯域を狭めることでの受信感度のアップが可能になるが、受信機として同じものを使おうとすると、帯域の広い方に合わせることが必要にために帯域を狭めることでの受信感度のアップもできなくなってしまう。
本実施例によれば、カプセル型内視鏡６２Ｂにおける撮影（撮像）された画像の１フレーム当たりの送信レートとしてのフレームレートを変更できるようにすると共に、そのフレームレートと反比例するように圧縮率を可変設定するようにしているので、カプセル型内視鏡６２Ｂで主に検査しようとする検査部位でのカプセル型内視鏡６２Ｂの移動速度に応じてフレームレートを設定することにより、同一の無線帯域幅で、画像データを送信できる。
このため、本実施例によれば、移動速度が異なるような検査部位に対して、受信機として同じものを使用しても、無線帯域を狭めることでの受信感度のアップが可能となるため、適切に画像データを受信できる。

図１１は第１変形例のカプセル型内視鏡６２Ｃを示す。図１０のカプセル型内視鏡６２Ｂにおいては、フレームレート設定装置８１によるフレームレートの設定により、圧縮率設定装置８２は、このフレームレートの設定情報を受けて、圧縮率の値をフレームレートの値と反比例するように設定していたが、このカプセル型内視鏡６２Ｃでは、その逆に設定する。
つまり、圧縮率設定装置８２により圧縮率を設定すると、その圧縮率の設定情報がフレームレート設定装置８１に送られ、フレームレート設定装置８１は、そのフレームレートの値を圧縮率の値と反比例するように設定する。
本変形例は、圧縮率を優先、換言すると画像データの画質等を移動速度よりも優先させたいような場合に有効となる。本変形例においても同じ受信機を備えた体外装置を使用できる効果がある。

なお、図１２に示すように第２変形例の構成にしても良い。図１２に示すカプセル型内視鏡６２Ｄは図１１のカプセル型内視鏡６２Ｃにおいて、さらに無線装置７０を送信と共に受信する機能を持つ構成にし、体外装置から送信される圧縮率の設定情報を含む制御信号（指示信号）を受けて、その設定情報の圧縮率となるように圧縮率設定装置８２を制御するようにしている。
本変形例は、例えば体外装置側の表示装置によって、このカプセル型内視鏡６２Ｄにより得られる画像をモニタした場合に、圧縮率とフレームレートとが反比例するように設定されている場合、検査部位等に応じて、圧縮率の値を下げて（例えば１／２から１／２０に設定を変える）フレームレートを大きくしたり、その逆にすることができるようにしている。

つまり、ユーザは、検査部位や得られる画像によって、フレームレートを下げることで、より高画質の状態で送信することを望む場合には、圧縮率の値を上げる（例えば１／２０から１／２に設定を変える）ように体外装置側から指示信号を送信すれば良い。
本変形例によれば、検査部位や実際に得られる画像等から、ユーザがより適切と思う画像伝送状態に設定することができるようになる。ユーザにとってより診断に適した画像を得ることが可能になる。
なお、上述した各実施例を部分的に組み合わせて構成される実施例等も本発明に属する。

カプセル型内視鏡を飲み込み、体内を撮像して画像データを圧縮すると共に、複数に分割して誤り訂正符号を付加して体外に無線送信することにより、体内組織を透過する際の減衰等のため、誤りが発生した状態で受信を行っても、その誤りの発生を抑圧して復元でき、診断に適した質のよい画像を再現できる。

［付記］
１．生体内部に挿入され、生体内部を撮影し、画像データを無線で体外に伝送するカプセル型内視鏡において、
画像データを分割する画像データ分割手段を具備することを特徴とするカプセル型内視鏡。
１．１．付記１において、前記画像データ分割手段は、前記画像データを圧縮前に分割する。
１．２．付記１において、前記画像データ分割手段は、前記画像データを圧縮後に分割する。
１．３．付記１において、前記画像データ分割手段は、前記画像データを圧縮前及び圧縮後に分割する。

２．生体内部に挿入され、生体内部を撮影し、画像データを無線で体外に伝送するカプセル型内視鏡において、
画像データを分割する画像データ分割手段と、
分割された画像データにビット誤り訂正符号を付加する手段と、
を具備することを特徴とするカプセル型内視鏡。
２．１．付記２において、前記画像データ分割手段は、圧縮後に分割する。

３．生体内部に挿入され、生体内部を撮影し、画像データを無線で体外に伝送するカプセル内視鏡において、
取得した画像データを圧縮する画像データ圧縮手段と、
画像データの圧縮率を可変にするための圧縮率可変手段と、
を具備することを特徴とするカプセル型内視鏡。

４．請求項３、付記３において、前記圧縮率可変手段は、外部からの圧縮率を設定する指示信号により前記圧縮率を設定する。

５．生体内部に挿入され、生体内部を撮影し、画像データを無線で体外に伝送するカプセル型内視鏡による画像データ送信方法において、
取得した画像データを圧縮する画像データ圧縮ステップと、
圧縮された画像データを分割する圧縮画像データ分割ステップと、
分割された圧縮画像データに誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号付加ステップと、
を具備するカプセル型内視鏡による画像データ送信方法。
６．生体内部に挿入され、生体内部を撮影し、画像データを無線で体外に伝送するカプセル内視鏡による画像データ送信方法において、
取得した画像データを分割する画像データ分割ステップと、
分割された画像データを圧縮する画像データ圧縮ステップと、
分割された圧縮画像データに誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号付加ステップと、
を具備するカプセル型内視鏡による画像データ送信方法。

本発明の実施例１を備えたカプセル型内視鏡システムの全体構成図。 撮像された画像データをカプセル型内視鏡から体外の装置に無線伝送する概略の動作説明図。 カプセル型内視鏡により撮像された画像データを無線送信する処理内容の一部を示すフローチャート図。 図３における画像データを無線送信する処理内容の残り部分を示すフローチャート図。 受信した画像データに対して体外の記録装置側による復元する処理内容の一部を示すフローチャート図。 図５における体外の記録装置側による復元する処理内容の残り部分を示すフローチャート図。 本発明の実施例２を備えたカプセル型医療システムの全体構成図。 変形例の体外装置の構成を示すブロック図。 フレームメモリに格納される画像データとその画像データを圧縮して複数に分割する等の説明図。 実施例３を備えたカプセル型医療システムの全体構成図。 第１変形例のカプセル型内視鏡の構成を示す図。 第２変形例のカプセル型内視鏡の構成を示す図。

符号の説明

１…カプセル型内視鏡システム
３…カプセル型内視鏡本体（カプセル本体）
４…記録装置
５…表示装置
６…体外装置
１０…収納容器
１２…対物光学系
１３…白色ＬＥＤ
１４…撮像センサ
１５…信号処理回路
１５ａ…画像データ圧縮部
１５ｂ…圧縮画像データ分割処理部
１５ｃ…誤り訂正付加処理部
１６…通信回路
１７…電池
１８…アンテナ
２１ａ〜２１ｃ…アンテナ
２４…記録処理ブロック
２５…電源ブロック
４０…ＣＰＵ（１）
４１…ＣＰＵ（２）
４５…ＰＣカードメモリ
５５…モニタ
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (3)

1. 生体内部に挿入され、生体内部を撮影し、画像データを無線で体外に伝送するカプセル型内視鏡において、
   取得した画像データを圧縮する画像データ圧縮手段と、
   圧縮された画像データを分割する画像データ分割手段と、
   分割された圧縮画像データに誤り訂正符号を付加する手段と、
   を具備するカプセル型内視鏡。
2. 生体内部に挿入され、生体内部を撮影し、画像データを無線で体外に伝送するカプセル内視鏡において、
   取得した画像データを分割する画像データ分割手段と、
   分割された画像データを圧縮する画像データ圧縮手段と、
   を具備することを特徴とするカプセル型内視鏡。
3. 生体内部に導入され、前記生体内部を撮影する撮影手段と、取得した画像データを無線で生体外部に送信する送信手段を備えたカプセル型内視鏡において、
   前記撮影手段のフレームレートを調整するフレームレート可変手段と、
   取得した前記画像データを圧縮する画像データ圧縮手段と、
   画像データ圧縮手段の圧縮率を調整する圧縮率可変手段とを備え、
   前記フレームレートと前記圧縮率との関係が反比例するように前記フレームレート可変手段及び圧縮率可変手段との少なくとも一方を制御することを特徴とするカプセル型内視鏡。

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