JP5362156B1 - 色信号伝送装置、無線映像伝送システム及び送信装置 - Google Patents

Abstract

内視鏡１において取得した映像を変換して得られる映像信号を無線通信にて送受する無線映像伝送システム１００のプロセッサ１０において、エラーレート検出部１５は、無線通信の通信状況を監視する。色データ編集部３７は、エラーレート検出部１５において通信状況の悪化を検出した場合は、内視鏡１が映像を取得するときの診断モードに応じて、映像信号を編集する。映像送信部１４は、色データ編集部３７から出力される映像信号を、モニタ２０に向けて送信する。

Description

本発明は、画像を送信装置から受信装置に伝送するための色信号伝送装置、無線映像伝送システム及び送信装置に関する。

従来から用いられてきた、映像ケーブルを介して内視鏡像等を送信し、モニタに表示させる内視鏡システムに代わるものとして、無線にて映像信号の送受信を行う無線内視鏡システムがある。

無線内視鏡システムにおいては、無線通信にて映像信号を伝送するという特性上、外乱やノイズ等の影響で、通信量や通信レートが落ちてしまう可能性がある。これを補う方法として、従来は、フレームレートの変更や、画像のうち、色データを間引く等の画像を圧縮する等の処理により、通信を継続させていた（例えば、特許文献１、２）。

なお、医療用内視鏡装置に関する公知の技術として、通常光観察と特殊光観察とを行うことのできる技術について開示されている（例えば、特許文献３）。

特開２００９−１７２２８０号公報 特開２００６−１２２５８６号公報 特開２０１１−０４１７５８号公報

前述のとおり、従来技術によれば、無線通信において通信量や通信レートが落ちてしまった場合は、一律の方法によりフレームレートの変更や画像の圧縮等の所定の処理を実行する。通信状況が悪化したような場合であっても、送受する内視鏡像の特性に応じて適切に送受するデータ量を抑制し、通信を継続できることが望ましい。

本発明の態様の一つである色信号伝送装置は、画像を生成するための複数の色信号のうち第１の色信号を生成する第１の色信号生成手段と、画像を生成するための複数の色信号のうち第２の色信号を生成する第２の色信号生成手段と、前記第１の色信号と前記第２の色信号とを用いて第１の診断画像を生成するための第１の診断モードと、該第１の診断モードとは異なる第２の診断画像を生成するための第２の診断モードとを選択可能な診断モード選択手段と、前記診断モード選択手段で選択された診断モードに応じて、前記第１の色信号生成手段及び前記第２の色信号生成手段で生成される色信号に対して情報の優位性を優先付けする優先順位決定手段と、前記優先順位決定手段で優先付けされた優先順位に応じて前記第１の色信号生成手段で生成された前記第１の色信号及び前記第２の色信号生成手段で生成された前記第２の色信号の伝送割合を変更する伝送割合変更手段と、前記伝送割合変更手段で変更された伝送割合に応じて、前記第１の色信号及び前記第２の色信号を伝送する色信号伝送手段と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明の態様の一つである送信装置は、内視鏡装置において取得した映像を変換して得られる映像信号を無線通信にて送受する無線映像伝送システムにおいて使用される送信装置であって、無線通信の通信状況を監視する通信状況検出部と、前記通信状況検出部において通信状況の変化を検出した場合は、前記内視鏡装置が映像を取得するときのモードに応じて、前記映像信号を編集する編集部と、前記編集部から出力される前記映像信号を、受信装置に向けて送信する送信部とを備えることを特徴とする。

また、本発明の他の態様の一つである無線映像伝送システムは、内視鏡装置において取得した映像を変換して得られる映像信号を無線通信にて送信する送信装置と、該送信装置から受信した映像信号を表示する表示部を有する受信装置とを有する無線映像伝送システムであって、前記送信装置は、無線通信の通信状況を監視する通信状況検出部と、前記通信状況検出部において通信状況の変化を検出した場合は、前記内視鏡装置が映像を取得するときのモードに応じて、前記映像信号を編集する編集部と、前記編集部から出力される前記映像信号を、受信装置に向けて送信する送信部とを備え、前記受信装置は、前記送信装置から受信した映像信号を編集して前記表示部に表示するフォーマットに編集するとともに、通信状況を検知する解析部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、内視鏡像を無線通信にて送受するときに、送受する内視鏡像の特性に応じて適切に送受するデータを編集して通信を継続することが可能となる。

実施形態に係る無線映像伝送システムの全体構成図である。 実施形態に係るプロセッサのブロック図である。 実施形態に係るモニタのブロック図である。 診断モードの設定方法について説明する図である。 エラーレートを通知するパケットのフォーマット例を示す図である。 ビットを間引く方法をとる場合に使用する色データの編集テーブルの構成例を示す図である。 図６の編集テーブルに基づき色データを編集した場合にプロセッサが送信する信号例を示す図である。 ピクセルを間引く方法をとる場合に使用する色データの編集テーブルの構成例を示す図である。 図８の編集テーブルに基づき色データを編集した場合にプロセッサが送信する信号例を示す図である。 モニタにおいてプロセッサから受信した信号より色データを補間して出力する処理について説明する図である。 画像自動検出部において映像の色情報から診断モードを判定する方法の一例を示す図である。 色データ編集部による色データ編集処理を示したフローチャートである。 プロセッサとモニタとの間で内視鏡像の送受を行う場合の具体的なシーケンス例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る無線映像伝送システムの全体構成図である。図１に示す無線映像伝送システム１００は、プロセッサ１０と、モニタ２０とを有し、相互に無線通信にて映像信号を送受する。図１においては、本実施形態に係る映像信号の送受の方法に関わる構成を中心に記載し、他の構成については省略している。

プロセッサ１０は、プロセッサメイン回路１１、操作部１２、送信データ処理部１３及び映像送信部１４を有し、内視鏡１で取得した内視鏡像の画像処理を行う。プロセッサ１０の構成のうち、操作部１２、送信データ処理部１３及び映像送信部１４については、プロセッサ内蔵する構成であっても、外付けのユニットとする構成であってもよい。プロセッサ１０内の各構成の詳細については、図２等を参照して詳しく説明する。

モニタ２０は、映像受信部２１、操作部２２及びモニタメイン回路２３を有し、プロセッサ１０側から受信した映像信号を表示部に表示させる。モニタ２０の構成のうち、映像受信部２１及び操作部２２については、モニタ２０に内蔵する構成であっても、外付けのユニットとする構成であってもよい。モニタ２０の各構成の詳細については、図３等を参照して詳しく説明する。

図１に示す無線映像伝送システム１００は、プロセッサ１０からモニタ２０へと無線通信にて内視鏡像を伝送している間に、無線通信の状況の悪化等を検出した場合には、通信の状況や伝送中の内視鏡像の特性に応じて映像信号のうちの色データを編集する。無線映像伝送システム１００は、無線通信の状況により送受するデータ量を抑制して、映像信号の伝送を継続する。

以下に、本実施形態に係る無線映像伝送システム１００のプロセッサ１０及びモニタ２０の各部の構成及びその動作について、詳しく説明する。

図２は、本実施形態に係るプロセッサのブロック図である。図２に示すプロセッサ１０は、操作部１２、モード設定部１６、モード表示部１８、メモリ１７、プロセッサメイン回路１１、送信データ処理部１３、映像送信部１４及びエラーレート検出部１５を有する。

プロセッサ１０のプロセッサメイン回路１１は、撮像回路５１及び画像処理回路５２を有する。プロセッサメイン回路１１は、内視鏡１の挿入部の先端に設けられた撮像回路５１から入力された内視鏡像に対して、画像処理回路５２において画像処理を施す。プロセッサメイン回路１１は、画像を生成するための複数の色信号ごとに色信号を生成する色信号生成手段を有している。

操作部１２は、無線映像伝送システム１００の利用者による入力操作に基づき、無線通信や診断モードに関する各種設定を受け付け、また、設定内容や通信状態の表示を行う。診断モードは、図２のプロセッサメイン回路１１から出力される画像の種類を表し、例えば、通常の内視鏡観察画像を表す通常モード、狭帯域光観察画像を表すＮＢＩ（Narrow Band Imaging）モード（特殊光モード）、超音波観察画像を表す超音波モード等がある。無線通信や診断モードに関する各種設定は、例えばスコープスイッチ、プロセッサ１０本体のタッチパネル、同様にプロセッサ１０本体のパネルスイッチ及びＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示、シリアル通信を介しての外部機器からの入力を受け付けることにより行う。なお、スコープスイッチについては、内視鏡１を使用して内視鏡手術等を行う術者が、減菌域からの設定操作を可能とするために設けられる。

モード設定部１６は、操作部１２を介して設定された診断モードをメモリ１７に記憶して、モード表示部１８に設定された診断モードを出力表示させる。また、モード設定部１６は、操作部１２から通知された診断モードを、送信データ処理部１３に通知する。

送信データ処理部１３は、内視鏡像等の映像を処理する。具体的には、送信データ処理部１３は、通信状況が悪化している場合は、モード設定部１６から通知された診断モードに応じて、映像のデータのうち、色データの編集を行う。

送信データ処理部１３は、画像自動検出部３１、タイマ３２、タイミング調整部３３、画像多重部３４、ビデオメモリ３５、メモリ３６及び色データ編集部３７を有する。

操作部１２を介して、診断モードについてはプロセッサ１０において自動検出するよう設定することもできる。この場合には、送信データ処理部１３の画像自動検出部３１は、プロセッサメイン回路１１から入力される映像を分析して、診断モードを判定する。診断モードの判定方法については、図１１を参照して後に詳しく説明する。更に、画像自動検出部３１は、診断モードの自動検出処理によって頻繁に診断モードが切り替わることのないよう、タイマ３２を用いてチャタリング処理を実行する。

タイミング調整部３３は、プロセッサメイン回路１１から入力される映像と、モード表示部１８から入力されるＯＳＤ（On-Screen Display）画像との同期をとる。

画像多重部３４は、タイミング調整部３３で同期をとった映像とＯＳＤ画像とを多重化する。送信データ処理部１３のメモリ３５は、多重化処理のために画像を一時記憶するために用いる。

色データ編集部３７は、通信状況が悪化している場合は、メモリ３６の編集テーブル３８を参照して、通信の状況に応じてプロセッサメイン回路１１から入力された映像のデータのうち、色データの割合を診断モードに応じて編集し、モニタ２０との間で送受するデータ量を削減する。実施例では、エラーレートに応じて色データの割合を変更する。通信状況の悪化については、後述のエラーレート検出部１５からの通知に基づき判断する。色データ編集部３７は、診断モードが複数用意されている場合は、診断モードに応じた色データの割合に編集し、映像送信部１４に映像信号と、映像信号がどのような割合に編集されているかを表す情報を出力する。色データの具体的な編集方法については、図６や図８等を参照して詳しく説明する。

映像送信部１４は、無線通信管理部４１、変調部４２、メモリ４３、ビデオメモリ４４、送信アンテナ４５、受信アンテナ４６、復調部４７及び受信データ解析部４８を有する。映像送信部１４は、送信データ処理部１３で必要な色データの編集を行った映像信号に対して必要な処理を施し、無線で映像信号を伝送する。また、映像送信部１４は、送信した映像信号に対するモニタ２０からの無線信号を受信して、必要な処理を施す。

無線通信管理部４１は、操作部１２を介して設定された通信方式等にしたがって、モニタ２０との無線通信を管理する。具体的には、無線通信管理部４１は、無線接続（リンク）処理や、トランザクション（再送制御）処理を実行する。無線通信に必要な情報、例えば接続先であるモニタ２０のＭＡＣアドレス（Media Access Control address）等の情報は、メモリ４３に記憶する。

なお、実施例では、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）等の無線の変調方式や、偏波方式やＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）等の無線伝送方式については、特に規定せず、任意の方式を採用することができる。また、無線通信エラー発生時のエラー回避の方法についても、周波数帯の変更、伝送方式の変更、再送制御等があるが、特に規定せず、任意の方法を採用することができる。

変調部４２は、送信データ処理部１３から入力された映像信号を変調する。ビデオメモリ４４は、変調部４２において変調処理を実行するときに、映像を記憶するために使用する。

送信アンテナ４５は、変調部４２から入力される変調信号を、無線信号として外部に送出する。このようにして、内視鏡像についての映像信号は、図１のモニタ２０宛に送信される。モニタ２０は、プロセッサ１０からの無線信号を受信すると、パケットにエラーレートを含めてプロセッサ１０に返送する。

受信アンテナ４６は、このようにしてモニタ２０から伝送された無線信号を受信する。

復調部４７は、受信アンテナ４６において受信した無線信号の復調を行う。

受信データ解析部４８は、復調により得られた受信データを解析し、無線通信管理部４１やエラーレート検出部１５等の各部に、それぞれ必要な情報を通知する。無線通信管理部４１に通知する情報としては、モニタ２０との無線通信を維持するために必要な情報であり、これについては公知の技術であるので、ここでは詳細な説明は割愛する。エラーレート検出部１５に対しては、検知したエラーレートを通知する。

エラーレート検出部１５は、映像送信部１４の受信データ解析部４８から通知されたエラーレートを所定の閾値と比較して、送信データ処理部１３の色データ編集部３７にエラーレートを通知する必要があるか否かを判定する。エラーレート検出部１５は、エラーレートを通知する必要があると判定した場合には、色データ編集部３７に通知を行う。モード表示部１８がエラーレート等の通信状態を表示する機能を有する場合は、エラーレート検出部１５は、操作部１２に対して、モード表示部１８への表示を指示してもよい。

図３は、本実施形態に係るモニタのブロック図である。図３に示すモニタ２０は、映像受信部２１、モニタメイン回路２３及び操作部２２を有し、プロセッサ１０から無線通信にて伝送された映像信号を受信し、画面に内視鏡像等を表示させる。

操作部２２は、無線映像伝送システム１００の利用者による入力操作に基づき、プロセッサ１０との無線通信に関する各種設定を受け付け、また、設定された内容の表示を行う。無線通信に関する各種設定は、例えばモニタ２０本体のタッチパネル、同様にモニタ２０本体のパネルスイッチ及びＬＥＤ表示、並びにシリアル通信を介しての外部機器からの入力を受け付けることにより行う。

モニタメイン回路２３は、画像処理回路７１及び表示回路７２を有し、画像処理回路７１において映像受信部２１を介してプロセッサ１０から受信した映像信号に対して画像処理を施し、表示回路７２が、画面に表示させる。

映像受信部２１は、受信アンテナ６１、復調部６２、受信データ解析部６３、無線通信管理部６４、メモリ６５、変調部６６及び送信アンテナ６７を有する。映像受信部２１は、プロセッサ１０から映像信号等を受信して必要な処理を施すとともに、プロセッサ１０に対して送信する信号に必要な処理を施して、無線で信号を伝送する。

受信アンテナ６１は、図２のプロセッサ１０から送出された無線信号を受信する。

復調部６２は、受信アンテナ６１において受信した無線信号を復調する。

受信データ解析部６３は、復調により得られたデータを解析し、エラーレートを算出する。エラーレートは、例えば、ボーレートを測定することにより求める。また、受信データ解析部６３は、受信した信号のうち、映像信号については、モニタメイン回路２３が受信できる映像フォーマットに編集して、モニタメイン回路２３に出力する。映像フォーマットの編集方法については、図１０を参照して説明する。

無線通信管理部６４は、操作部２２を介して設定された通信方式等で、プロセッサ１０との無線通信を管理する。具体的には、無線通信管理部６４は、無線接続（リンク）処理や、トランザクション（再送制御）処理を実行する。無線通信に必要な情報、例えば接続先であるプロセッサ１０のＭＡＣアドレス等の情報は、メモリ６５に記憶する。

変調部６６は、プロセッサ１０に送信する信号を変調する。

送信アンテナ６７は、変調部６６から入力される変調信号を、無線信号として外部に送出する。

図４は、診断モードの設定方法について説明する図である。前述のとおり、プロセッサ１０の操作部１２を介して術者等の利用者により診断モードが指定された場合には、プロセッサ１０は、指定された診断モードをメモリ１７に記憶する。

利用者に診断モードを設定させる方法としては、例えば、図４（１）に示すメニュー画面例のように、内視鏡像８１に設定メニュー８２をモニタ２０の画面に重畳表示させる。あるいは、例えば図４（２）に示すＯＳＤ表示のように、内視鏡像８１に設定されている診断モード８３をＯＳＤ表示させる。利用者は、内視鏡手術等の最中であっても、内視鏡像８１を表示しているモニタ２０の画面を通じて、診断モードを設定することができる。

前述のとおり、本実施形態に係る無線映像伝送システム１００においては、内視鏡像を無線通信にて伝送している間に通信状況が悪化した場合には、プロセッサ１０は、これに応じてデータ量を削減し、映像信号の色データの割合を変更して通信を継続させる。映像信号の送信元であるプロセッサ１０は、モニタ２０からのエラーレートを通知するパケットにより、通信状況の悪化を検出する。

図５は、エラーレートを通知するパケットのフォーマット例を示す図である。プロセッサ１０がモニタ２０から受信するパケットの所定のフィールドには、エラーレートを表示するデータが含まれている。図５においては、フィールド「Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ」に、エラーレートを表すデータが格納される場合を例示する。図に示す例では、データ「００ｈ」が格納されている場合は、エラーレートが０パーセントであることを表し、データ「３２ｈ」はエラーレートが５０パーセント、データ「４Ｂｈ」はエラーレートが７５パーセントであることを表す。

フィールド「Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ」に格納される値については、図５に例示するように幾とおりかを用意しておくこととしてもよい。この場合、モニタ２０の無線通信管理部６４において測定したエラーレートの値が用意した値を超えると、用意している値のうちの最大値をフィールドに格納し、プロセッサ１０に通知する。あるいは、モニタ２０の無線通信管理部６４において測定したエラーレートの値をそのままフィールドに格納してプロセッサ１０に通知する構成とすることもできる。

プロセッサ１０の受信データ解析部４８は、受信したパケットのフィールド「Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ」に格納されている値をエラーレート検出部１５に通知する。エラーレート検出部１５は、通知されたエラーレートが所定の閾値を上回っている場合には、送信データ処理部１３の色データ編集部３７にエラーレートの通知を行う。実施例では、閾値としては、５０パーセント及び７５パーセントを設定している。色データ編集部３７は、エラーレート検出部１５から通知されたエラーレートに基づき、編集テーブル３８の参照する箇所を決定する。

このように、プロセッサ１０は、モニタ２０に送信する色データの割合を、伝送レートに応じた値に変更する。更に、実施例においては、複数の診断モードが用意されている場合には、診断モードに応じて、すなわち、内視鏡像がどのような種類の観察画像であるかに応じて、内視鏡像の画質に与える影響を抑えた方法で色データの割合を変更し、データ量を削減している。色データの割合を変更する方法としては、第１に、ビットを間引くことによる方法、第２に、ピクセルを間引くことによる方法がある。次に、図６〜図９を参照して、これらの色データの割合を変更する方法について具体的に説明する。

図６は、ビットを間引く方法をとる場合に使用する色データの編集テーブル３８の構成例を示す図である。図６を参照して、エラーレート及び診断モードに応じて、色データの割合を設定する方法の１つについて説明する。

図６に示すように、編集テーブル３８には、エラーレートが「０パーセント」、「５０パーセント」及び「７５パーセント」の場合のそれぞれについて、診断モードが「通常モード」、「ＮＢＩモード」及び「超音波モード」のいずれに設定されているかに応じて、どのように色データのビットを間引くかが定義されている。

例えば、通常モードでの内視鏡像を伝送しているときに、エラーレートが０パーセントから５０パーセント超に変化したとする。エラーレートが０パーセントの間は、編集テーブル３８のうち、１行目Ｌ１・１列目Ｃ１を参照して、色データの割合を決定する。この場合、ビットの間引きは行わず、プロセッサメイン回路１１から入力された映像信号のビットのうち、輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒの全て（１００パーセント）のビットを伝送する。エラーレートが５０パーセント超となった場合は、編集テーブル３８の参照箇所を、２行目Ｌ２・１列目Ｃ１に変更する。この場合は、ビットを間引きして、プロセッサメイン回路１１から入力された映像信号のビットのうち、輝度Ｙのビットは８０パーセント、色差Ｐｂ及び色差Ｐｒのビットについてはそれぞれ２５パーセント及び４５パーセントに削減する。

他の診断モードやエラーレートの場合についても同様に、編集テーブル３８の対応する行Ｌ１〜Ｌ３・列Ｃ１〜Ｃ３を参照し、参照箇所に定義されている割合で、輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒのビットの間引きを行う。

ここで、図６に例示する編集テーブル３８においては、間引きを行っても内視鏡像の画質に与える影響が小さくて済むように、診断モードごとに、観察画像の特性に応じて適した色データの割合を設定している。具体的には、編集テーブル３８には、複数の色信号のそれぞれに対して、診断モードすなわち観察画像の特性に応じて情報を優先付けする情報が設定されている。例えば、超音波モードの画像は基本的にはモノクロ画像であるため、色差Ｐｂ、Ｐｒの情報についてはある程度カットしても、術者等の利用者が画像を観察するに当たり支障は生じにくい。一方、基本的にカラー画像である通常モードの画像については、画像観察に当たり支障が生じにくいように、赤色に相関の強いＰｒの情報を優先的に送信するよう、色データの割合は、ＰｒをＰｂよりも高く設定している。ＮＢＩモードの画像については、青色に相関の強いＰｂの情報を優先的に送信するよう、色データの割合は、ＰｂをＰｒよりも高く設定している。

なお、図６においては、輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒの割合の設定方法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。これ以外にも、各診断モードの画像の特性に応じて、エラーレートに応じて適宜割合を決定してよい。

また、図６においては、エラーレートとして３とおり、診断モードとして３とおりを示しているが、これに限定されるものではない。図６に示す以外に、更に異なるエラーレートについて色データの割合を定義してもよいし、他の診断モードについて色データの割合を定義してもよい。エラーレートの値は、０パーセント、５０パーセント及び７５パーセントである必要はなく、他の値を設定してもよい。更には、図６に示す全ての診断モードやエラーレートについて必ずしも定義する必要はない。

図２の説明においても述べたとおり、送信データ処理部１３の色データ編集部３７は、図６に示す編集テーブル３８の定義にしたがって、色データの編集を行い、編集した映像信号を映像送信部１４に渡す。また、色データ編集部３７は、映像信号の色データがどのような割合に編集されているかを表すフォーマット情報を生成し、映像送信部１４に渡す。

図７は、図６の編集テーブル３８に基づき色データを編集した場合にプロセッサ１０が送信する信号例を示す図である。図７を参照して、図６の編集テーブル３８の定義にしたがって色データの割合を編集する場合に、プロセッサ１０が、映像信号、及び映像信号の色データの割合がどのように編集されているかを表す情報をモニタ２０に伝達する方法について具体的に説明する。

図７（ａ）は、プロセッサ１０の送信データ処理部１３が映像送信部１４に出力する信号を例示する。ここでは、診断モードが「通常モード」である場合の各エラーレートに対応する信号の構成例を示す。

プロセッサ１０の映像送信部１４を介してモニタ２０に伝送される信号は、色データ、すなわち内視鏡像を表す映像信号（ａとする）と、映像信号の色データの割合を表すフォーマット情報を表す信号とを含む。

（１）の映像信号ａについては、図６の編集テーブル３８の定義にしたがって間引きされたビットが含まれる。図７（ａ）においては、図６の編集テーブル３８のうち、行Ｌ１・列Ｃ１〜Ｃ３にしたがって編集された映像信号を示す。

エラーレートが０パーセントの場合は、輝度Ｙについては１０ビットが映像信号ａに含まれるのに対して、例えばエラーレートが５０パーセントの場合は、輝度Ｙのビットはその８０パーセントであり、１０ビット×０．８０＝８ビットが映像信号ａに含まれることとなる。他の信号（色差ＰｂやＰｒ）や他のエラーレートについては図７（ａ）に示すとおりである。

図７（１）においては診断モードが「通常モード」に設定されている場合の各エラーレートに対応する映像信号ａを例示しているが、通常モード以外の診断モードについても、エラーレートが０パーセントの場合のビット数に対し、図６の編集テーブル３８のうち、参照箇所に定義されている間引きの率に応じて、ビット数を減らす。ビットを間引きする方法については、公知の技術を用いている。

（２）のフォーマット情報には、映像信号ａのうち、輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒのビットがそれぞれどれだけ間引きされているかを表す情報が格納される。例えば通常モードでエラーレートが５０パーセントの場合には、輝度Ｙは８０パーセント、色差Ｐｂは２５パーセント、色差Ｐｒは４５パーセントに間引きしたデータが映像信号ａとして送信されることを表す情報が格納される。

フォーマット情報は、図７（ｂ）に示すフォーマットで送信される。先頭のフィールド「Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ」には診断モードを表す値が格納され、続くフィールド「Ｙ ｄａｔａ ｌｅｎｇｔｈ」「Ｐｂ ｄａｔａ ｌｅｎｇｔｈ」「Ｐｒ ｄａｔａ ｌｅｎｇｔｈ」には、それぞれ輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒのデータ長が格納される。実施例では、輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒの各色データのデータ長を、エラーレートが０パーセントの圧縮のない状態におけるビット長を１００パーセントとして、どれだけのビット長が映像信号ａに含まれるかをパーセンテージで表している。

フォーマット情報については、例えば、映像信号ａを含む映像フレームのブランキング期間を使用して送信する。

図８は、ピクセルを間引く方法をとる場合に使用する色データの編集テーブル３８の構成例を示す図である。図８を参照して、エラーレート及び診断モードに応じて、色データの割合を設定する他の方法について説明する。

なお、図８においては、通常モードについての編集テーブル３８のみを示している。図８の編集テーブル３８では、各エラーレートにおける色データを圧縮する割合については、図６のビットを間引く場合の値と同一の値を設定している。図８においては記載を省略しているが、実施例では、他の診断モードについても同様に、図６のビットを間引く場合の各エラーレートにおける割合と同じ値で色データを圧縮する。

ピクセルを間引く方法では、各映像フレームを構成するピクセルのうち、編集テーブル３８が定義する所定の数のピクセルについては送信しないことで、各映像フレームを構成するピクセルの色データを、所定の割合にまで削減している。

図８の編集テーブル３８によれば、各映像フレームに含まれるピクセルの画素番号に応じて、色データ（輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒ）を送信するかしないかを決定する。図に示す画素番号１〜２０のピクセルのうち、モニタ２０に色データを送信するピクセルについては、輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒを記載している。編集テーブル３８のうち、符号（Ｙ、ＰｂまたはＰｒ）が記載されていない画素番号については、そのデータは色データ編集部３７において削除し、モニタ２０には送信しないことを表す。例えば、エラーレートが７５パーセントの画素番号２のピクセルの情報はモニタ２０に送信せず、また、画素番号３のピクセルの情報については、輝度Ｙの情報のみをモニタ２０に送信することを表す。

例えば通常モードで、エラーレートが５０パーセントである場合は、輝度Ｙについては５つのピクセルにつき１つのピクセルについてはモニタ２０に送信しない構成とすることで、８０パーセントの輝度Ｙの色データを送信することとなる。同様に、エラーレートが５０パーセントの場合の色差Ｐｂについては、４つのピクセルにつき３つのピクセルについてはモニタ２０に送信しない構成とすることで、２５パーセントの色差Ｐｂの色データを送信することとなる。

図８においては、ピクセルの間引き方法の一例を示すものであり、何番目のピクセルについての輝度Ｙや色差Ｐｂ、Ｐｒのうちいずれを送信するか否かについては、所定の割合（例えば通常モードでエラーレートが５０パーセントである場合は、輝度Ｙを８０パーセント、色差Ｐｂは２５パーセント、色差Ｐｒは４５パーセント）が満たされていれば、任意に設定することが可能である。

ピクセルを間引きする場合の編集テーブル３８についても、図６のビットを間引きする場合の編集テーブルと同様に、何とおりの診断モードやエラーレートについて定義するかは任意に設定可能である。また、いずれの診断モードについて定義するか、エラーレートの値としてはどの値を設定するか等についても、任意に設定が可能である。

図９は、図８の編集テーブル３８に基づき色データを編集した場合にプロセッサ１０が送信する信号例を示す図である。図９を参照して、図８の編集テーブル３８により定義される方法で色データの割合を設定する場合に、プロセッサ１０が、映像信号、及び映像信号の色データの割合がどのように編集されているかを表す情報をモニタ２０に伝達する方法について具体的に説明する。ここでは、上記の図７に示す信号例と異なる点を中心に説明する。

図９（ａ）は、プロセッサ１０の送信データ処理部１３が映像送信部１４に出力する信号を例示する。ここでは、診断モードが「通常モード」である場合の各エラーレートに対する信号の構成例を示す。

ピクセルを間引きする方法であっても、上記のビットを間引きする方法と同様に、モニタ２０に伝送される信号は、映像信号（ｂとする）と、フォーマット情報を表す信号とを含む。

（１）の映像信号ｂについては、図８の編集テーブル３８にしたがって、所定の画素番号の色データが間引きされている。（２）のフォーマット情報については、図７（ａ）に示すそれと同様の情報が格納される。フォーマット情報のフォーマットについては、図９（ｂ）に示すとおり、ビットを間引く方法をとる場合のフォーマット（図７（ｂ））と同様であり、先頭のフィールドから順に、診断モードを表す値、輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒのデータ長が格納されている。輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒのデータ長については、ここでは、１つの映像フレームを構成するピクセルのうち、どれだけのピクセルが映像信号ｂに含まれるかをパーセンテージで表している。

モニタ２０は、映像受信部２１の無線通信管理部６４において、図７や図９に示す信号を受信すると、受信したフォーマット情報に基づき輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒがどれだけ間引きされているかを判断する。そして、映像受信部２１の無線通信管理部６４は、輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒが間引きされている割合に基づいて、映像信号ａ、ｂに対して間引きされているビットまたはピクセルを補間する処理を実行し、得られた映像信号を画面に表示させる。

図１０は、モニタ２０の無線通信管理部６４において、プロセッサ１０から受信した信号より色データを補間して出力する処理について説明する図である。図１０の各列は、それぞれ（１）モニタ２０の無線通信管理部６４に入力される映像信号ａまたはｂ、（２）無線通信管理部６４に入力されるフォーマット情報、及び、（３）無線通信管理部６４が生成する出力フォーマット情報を示す。

図１０に示すように、モニタ２０が、通信状況の悪化によって、ビットの間引きやピクセルの間引きにより完全な映像信号を受信していない場合であっても、無線通信管理部６４が、（２）のプロセッサ１０から受信したフォーマット情報に基づき、（１）の映像信号ａやｂを補間して、図３のモニタメイン回路２３が処理可能な映像フォーマットに編集する。（３）の出力フォーマット情報は、例えばビットが間引きされている場合であれば間引きされているビットについては「０」でフィルする等の補間処理を適宜実行することにより得られる。例えばピクセルが間引きされている場合であれば、前の画素（ピクセル）の内容をコピーする、あるいは、間引きされているピクセルについては特定の値（例えば０）でフィルする等の補間処理を適宜実行する。

なお、上記においては、図２の操作部１２を介して術者等の利用者により診断モードが設定される場合を中心に説明しているが、これに限定されるものではない。図２の説明においても述べたとおり、送信データ処理部１３の画像自動検出部３１において、プロセッサメイン回路１１から入力される映像の色情報を分析することにより、診断モードを判定する構成としてもよい。

図１１は、画像自動検出部３１において、映像の色情報から診断モードを判定する方法を示す図である。

図１１に示すように、画像自動検出部３１は、色差Ｐｂの色成分が、色差Ｐｒの色成分のＮ倍以上である場合に、診断モードがＮＢＩモードであると判定してもよい。色情報に色差Ｐｂ、Ｐｒの成分が含まれない場合に、診断モードが超音波モードであると判定してもよい。実施例では、診断モードがＮＢＩモード及び超音波モードのいずれでもない場合は、通常モードであると判定している。

図１１に示すトリガ条件に基づき、映像の色情報を分析して診断モードを検出する場合は、先に図２を参照して説明したように、診断モードが頻繁に切り替わることを防ぐために、タイマ３２を用いてチャタリング処理を実行することが望ましい。

次に、送信データ部１３の色データ編集部３７が実行する色データ編集処理の流れについて、フローチャートを参照して説明する。

図１２は、本実施形態に係るプロセッサ１０の色データ編集部３７による色データ編集処理を示したフローチャートである。色データ編集部３７は、プロセッサ１０とモニタ２０との間で無線通信が開始し、送信データ処理部１３にプロセッサメイン回路１１から映像が入力されたことを契機として、図１２に示す一連の処理を開始する。

まず、ステップＳ１で、モード設定部１６を介して、メモリ１７に記憶されている診断モードを読み出す。

ステップＳ２で、設定されている診断モードが操作部１２により変更されたか否かを判定する。ステップＳ２の判定は、例えば、送信データ処理部１３のメモリ３６等に保持しておいた診断モードと、ステップＳ１で読み出した診断モードとが一致するか否かに基づき行う。診断モードに変更がない場合は、必要な場合には、編集テーブル３８のうち、予め設定されていた参照箇所に定義されている方法で色データを編集し、ステップＳ５へと処理を移行させる。診断モードが変更されている場合は、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３で、ステップＳ１で読み出した診断モードに応じて、各種設定の変更を行う。具体的には、ステップＳ１で読み出した診断モードを送信データ処理部１３のメモリ３６等に書き込むとともに、編集テーブル３８のうち、参照する箇所を変更する。

ステップＳ４で、変更後の編集テーブル３８の該当箇所から情報を読み出して、これにしたがって色データの編集を行うと、処理をステップＳ５へと移行させる。

ステップＳ５で、メモリ３６からエラーレートを読み出す。

ステップＳ６で、エラーレートに変化があったか否かを判定する。ステップＳ６の判定は、編集テーブル３８に設定されているエラーレートの値を閾値として、読み出したエラーレートが閾値を上回るか否か（下回っているか否か）に基づき行う。メモリ３６には、エラーレート検出部１５から通知された最新のエラーレートを保持しておく。エラーレートに変化がない場合は、色データを含む映像信号を映像送信部１４に出力して、ステップＳ１に戻る。エラーレートに変化がある場合は、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７で、編集テーブル３８のうち、参照する箇所を変更する。

ステップＳ８で、編集テーブル３８の該当箇所から情報を読み出して、これにしたがって色データの編集を行うと、色データを含む映像信号を映像送信部１４に出力し、ステップＳ１に戻る。

図１２に示すように、色データ編集部３７は、設定されている診断モードに変更があった場合や、モニタ２０から通知されるエラーレートに所定の閾値を超える変化があった場合に、参照する編集テーブル３８の参照箇所を変更する。そして、変更後の参照箇所に定義されている方法で色データを編集していく。

なお、図１２においては、画像自動検出部３１による診断モードの自動検出機能は実行されていない場合の処理を記載している。画像自動検出部３１により診断モードを検出する構成の場合は、図１２のステップＳ１において、色データ編集部３７は、画像自動検出部３１から診断モードの通知を受け、ステップＳ２移行の処理を上記と同様の方法で実行する。

図１３は、プロセッサ１０とモニタ２０との間で上記の方法で内視鏡像の送受を行う場合の具体的なシーケンス例を示す図である。プロセッサ１０は、映像信号を所定のフレームレートで伝送していく。伝送開始時には、診断モードには「通常モード」が設定されているとする。フレームの伝送開始時のフレームＦ１では、色データの圧縮等は行わず、１００パーセントの色データを送信する。図１３においては、フレーム番号Ｎ（Ｎ＝１、２、…）のフレームを、「フレームＦＮ」と表記している。

プロセッサ１０とモニタ２０との間で通信が開始したときは、伝送レートは１００パーセントであるため、モニタ２０は、パケットＰ１等により、プロセッサ１０にエラーレートが０パーセントであることを通知している。図１３においては、フレーム番号Ｎのフレームに対してモニタ２０がプロセッサ１０に返送するパケットについては、「パケットＰＮ」と表記している。

通常モードで通信を行っている間に、無線通信上でエラーが発生した等により、伝送レートが５０パーセントにまで低下したとする。伝送レートが５０パーセントに低下して以降は、モニタ２０は、パケットＰ２以降のパケットでは、エラーレートが５０パーセントであることを通知していく。

プロセッサ１０は、パケットＰ２を受信すると、エラーレートが第１の閾値（５０パーセント）を超えたと判断し、編集テーブル３８の参照箇所を変更する。参照箇所の変更処理が完了した後のフレームＦ４以降については、例えば輝度Ｙを８０パーセント、色差Ｐｂを２５パーセント、色差Ｐｒを４５パーセントに圧縮して送信する。モニタ２０は、伝送レートが５０パーセントである間は、同様にエラーレートが５０パーセントの通知を受信したフレームに対して返していく。

ここで、診断モードがＮＢＩモードに変更されると、プロセッサ１０においては、編集テーブル３８の参照箇所を変更する。参照箇所の変更後は、例えば輝度Ｙを８０パーセント、色差Ｐｂを４５パーセント、色差Ｐｒを２５パーセントに圧縮してフレームＦ１０１以降を送信する。

更に、無線通信上のエラーが増大し、伝送容量が２５パーセントにまで落ち込んだとする。この場合、モニタ２０は、パケットＰ１０００以降では、エラーレートが７５パーセントであることを通知していく。

プロセッサ１０は、パケットＰ１０００を受信すると、エラーレートが第２の閾値（７５パーセント）を超えたと判断し、編集テーブル３８の参照箇所を変更する。参照箇所の変更処理が完了した後のフレームＦ１００２以降については、例えば輝度Ｙを５０パーセント、色差Ｐｂを１５パーセント、色差Ｐｒを１０パーセントに圧縮して送信する。

その後、無線通信上のエラーが解消し、伝送レートが１００パーセントに復帰すると、モニタ２０は、パケットＰ１９９９以降については、エラーレートが０パーセントであることを通知していく。

プロセッサ１０は、パケットＰ１９９９を受信すると、エラーレートが第１及び第２の閾値を下回ったとして、編集テーブル３８の参照箇所を変更する。参照箇所の変更後は、例えば輝度Ｙ、色差Ｐｂ、Ｐｒの全てについて、そのまま（圧縮は行わずに）、フレームＦ２００１以降を送信していく。

このように、本実施形態に係る無線映像伝送システム１００によれば、無線通信にて映像信号を伝送しているときに通信状況が変化して場合には、送信データ処理部１３の色データ編集部３７が、エラーレート及び診断モードに応じた方法で送信する色データを削減して、通信を継続する。エラーレートが高く通信量が減った場合には、診断モードに応じて、すなわち内視鏡像の特性に応じて画質に与える影響が小さく済む方法で色データの圧縮の割合を設定している。このため、モニタ２０に表示される内視鏡像は、術者等の無線映像伝送システム１００の利用者が内視鏡観察等を行うに当たり十分な画質が確保される。

この他にも、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の改良及び変更が可能である。例えば、前述の各実施形態に示された全体構成からいくつかの構成要素を削除してもよく、更には各実施形態の異なる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

Claims (7)

1. 画像を生成するための複数の色信号のうち第１の色信号を生成する第１の色信号生成手段と、
   画像を生成するための複数の色信号のうち第２の色信号を生成する第２の色信号生成手段と、
   前記第１の色信号と前記第２の色信号とを用いて第１の診断画像を生成するための第１の診断モードと、該第１の診断モードとは異なる第２の診断画像を生成するための第２の診断モードとを選択可能な診断モード選択手段と、
   前記診断モード選択手段で選択された診断モードに応じて、前記第１の色信号生成手段及び前記第２の色信号生成手段で生成される色信号に対して情報の優位性を優先付けする優先順位決定手段と、
   前記優先順位決定手段で優先付けされた優先順位に応じて前記第１の色信号生成手段で生成された前記第１の色信号及び前記第２の色信号生成手段で生成された前記第２の色信号の伝送割合を変更する伝送割合変更手段と、
   前記伝送割合変更手段で変更された伝送割合に応じて、前記第１の色信号及び前記第２の色信号を伝送する色信号伝送手段と、
   を具備し、
   前記診断モード選択手段が、特殊光による内視鏡診断を行うときの特殊光モードを選択した場合には、前記伝送割合変更手段は、映像信号のＰｂ成分がＰｒ成分よりも高い割合となるように、前記第１及び第２の色信号の伝送割合を変更することを特徴とする色信号伝送装置。
2. 画像を生成するための複数の色信号のうち第１の色信号を生成する第１の色信号生成手段と、
   画像を生成するための複数の色信号のうち第２の色信号を生成する第２の色信号生成手段と、
   前記第１の色信号と前記第２の色信号とを用いて第１の診断画像を生成するための第１の診断モードと、該第１の診断モードとは異なる第２の診断画像を生成するための第２の診断モードとを選択可能な診断モード選択手段と、
   前記診断モード選択手段で選択された診断モードに応じて、前記第１の色信号生成手段及び前記第２の色信号生成手段で生成される色信号に対して情報の優位性を優先付けする優先順位決定手段と、
   前記優先順位決定手段で優先付けされた優先順位に応じて前記第１の色信号生成手段で生成された前記第１の色信号及び前記第２の色信号生成手段で生成された前記第２の色信号の伝送割合を変更する伝送割合変更手段と、
   前記伝送割合変更手段で変更された伝送割合に応じて、前記第１の色信号及び前記第２の色信号を伝送する色信号伝送手段と、
   を具備し、
   前記診断モード選択手段が、超音波による内視鏡診断を行うときの超音波モードを選択した場合には、前記伝送割合変更手段は、映像信号のＹ成分が高い割合となるように、前記第１及び第２の色信号の伝送割合を変更することを特徴とする色信号伝送装置。
3. 内視鏡装置において取得した映像を変換して得られる映像信号を無線通信にて送受する無線映像伝送システムにおいて使用される送信装置であって、
   無線通信の通信状況を監視する通信状況検出部と、
   前記通信状況検出部において通信状況の変化を検出した場合は、前記内視鏡装置が映像を取得するときのモードに応じて、前記映像信号を編集する編集部と、
   前記編集部から出力される前記映像信号を、受信装置に向けて送信する送信部と、
   通常の内視鏡診断を行うときの通常モード、特殊光による内視鏡診断を行うときの特殊光モード及び超音波による内視鏡診断を行うときの超音波モードの中から、前記内視鏡装置において設定されているモードを判定するモード判定部と、
   前記通常モード、特殊光モード及び超音波モードのそれぞれについての色データの間引きの割合を表す情報を記憶する記憶部と、
   を備え、
   前記編集部は、前記映像信号を編集するときは、前記モード判定部により判定されたモードに対応する色データの間引きの割合を表す情報を前記記憶部から取得して、該取得した情報にしたがって、色データの割合を編集し、前記通信状況検出部において通信状況が悪化したことを検出した場合に、前記モードが特殊光モードであるときは、映像信号のうち、Ｐｂ成分をＰｒ成分よりも高い割合となるように編集を行う
   ことを特徴とする送信装置。
4. 内視鏡装置において取得した映像を変換して得られる映像信号を無線通信にて送受する無線映像伝送システムにおいて使用される送信装置であって、
   無線通信の通信状況を監視する通信状況検出部と、
   前記通信状況検出部において通信状況の変化を検出した場合は、前記内視鏡装置が映像を取得するときのモードに応じて、前記映像信号を編集する編集部と、
   前記編集部から出力される前記映像信号を、受信装置に向けて送信する送信部と、
   通常の内視鏡診断を行うときの通常モード、特殊光による内視鏡診断を行うときの特殊光モード及び超音波による内視鏡診断を行うときの超音波モードの中から、前記内視鏡装置において設定されているモードを判定するモード判定部と、
   前記通常モード、特殊光モード及び超音波モードのそれぞれについての色データの間引きの割合を表す情報を記憶する記憶部と、
   を備え、
   前記編集部は、前記映像信号を編集するときは、前記モード判定部により判定されたモードに対応する色データの間引きの割合を表す情報を前記記憶部から取得して、該取得した情報にしたがって、色データの割合を編集し、前記通信状況検出部において通信状況が悪化したことを検出した場合に、前記モードが超音波モードであるときは、映像信号のうち、Ｙ成分が高い割合となるように編集を行う
   ことを特徴とする送信装置。
5. 前記編集部は、前記通信状況検出部において通信状況が悪化したことを検出した場合に、前記モードが通常モードであるときは、映像信号のうち、Ｐｒ成分をＰｂ成分よりも高い割合となるように編集を行う
   ことを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の送信装置。
6. 内視鏡装置において取得した映像を変換して得られる映像信号を無線通信にて送信する送信装置と、該送信装置から受信した映像信号を表示する表示部を有する受信装置とを有する無線映像伝送システムであって、
   前記送信装置は、
   無線通信の通信状況を監視する通信状況検出部と、
   前記通信状況検出部において通信状況の変化を検出した場合は、前記内視鏡装置が映像を取得するときのモードに応じて、前記映像信号を編集する編集部と、
   前記編集部から出力される前記映像信号を、受信装置に向けて送信する送信部と、
   通常の内視鏡診断を行うときの通常モード、特殊光による内視鏡診断を行うときの特殊光モード及び超音波による内視鏡診断を行うときの超音波モードの中から、前記内視鏡装置において設定されているモードを判定するモード判定部と、
   前記通常モード、特殊光モード及び超音波モードのそれぞれについての色データの間引きの割合を表す情報を記憶する記憶部と、
   を備え、
   前記受信装置は、
   前記送信装置から受信した映像信号を編集して前記表示部に表示するフォーマットに編集するとともに、通信状況を検知する解析部と
   を備え、
   前記編集部は、前記映像信号を編集するときは、前記モード判定部により判定されたモードに対応する色データの間引きの割合を表す情報を前記記憶部から取得して、該取得した情報にしたがって、色データの割合を編集し、前記通信状況検出部において通信状況が悪化したことを検出した場合に、前記モードが特殊光モードであるときは、映像信号のうち、Ｐｂ成分をＰｒ成分よりも高い割合となるように編集を行う
   ことを特徴とする無線映像伝送システム。
7. 内視鏡装置において取得した映像を変換して得られる映像信号を無線通信にて送信する送信装置と、該送信装置から受信した映像信号を表示する表示部を有する受信装置とを有する無線映像伝送システムであって、
   前記送信装置は、
   無線通信の通信状況を監視する通信状況検出部と、
   前記通信状況検出部において通信状況の変化を検出した場合は、前記内視鏡装置が映像を取得するときのモードに応じて、前記映像信号を編集する編集部と、
   前記編集部から出力される前記映像信号を、受信装置に向けて送信する送信部と、
   通常の内視鏡診断を行うときの通常モード、特殊光による内視鏡診断を行うときの特殊光モード及び超音波による内視鏡診断を行うときの超音波モードの中から、前記内視鏡装置において設定されているモードを判定するモード判定部と、
   前記通常モード、特殊光モード及び超音波モードのそれぞれについての色データの間引きの割合を表す情報を記憶する記憶部と、
   を備え、
   前記受信装置は、
   前記送信装置から受信した映像信号を編集して前記表示部に表示するフォーマットに編集するとともに、通信状況を検知する解析部と
   備え、
   前記編集部は、前記映像信号を編集するときは、前記モード判定部により判定されたモードに対応する色データの間引きの割合を表す情報を前記記憶部から取得して、該取得した情報にしたがって、色データの割合を編集し、前記通信状況検出部において通信状況が悪化したことを検出した場合に、前記モードが超音波モードであるときは、映像信号のうち、Ｙ成分が高い割合となるように編集を行う
   ことを特徴とする無線映像伝送システム。
   
   

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