JPH02140134A - 内視鏡の挿入方向の検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内視鏡の挿入方向の検出方法に係り、特に大
腸検査分野における内視鏡の自動挿入に適した内視鏡の
挿入方向の検出方法に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、体
腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内臓器
等を観察したり、必要に応じ処置具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内視鏡が広く
利用されている。

ところで、従来の内視鏡検査では、医師が内視鏡像を観
察することにより、内視鏡（挿入部）の進行方向を判断
しく一１内Ｎｔ１を挿入していた。

しかしながら、大腸検査における内視鏡の挿入には、高
度な技術と熟練を要していた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単
に、しかも短い処即時間で、内視鏡の挿入方向を検出す
ることのできる内視鏡の挿入方向の検出力、法を提供り
ることを［」的としている。

［課題を解決するだめの手段及び作用］本発明の内視鏡
の挿入方向の検出方法は、内視鏡像における昭い領域を
抽出する手順を備え、この手順ににって抽出された暗い
領域を内視鏡の挿入方向とするものであり、詳しくは、
同一の内視鏡像から、画素数の異なる複数の画像を形成
する第１の手順と、前記第１の手順によって形成され／
ｊ複数の画像において、画素数の少ない画像から順に、
その画像における各画素の明度を検査し、所定の画素数
の画像にａ３ける暗い領域を抽出する第２の手順とを備
え、前記第２の手順によって抽出された暗い領域を内視
鏡の挿入方向とするものである。

好ましくは、前記第１の手順は、画素数を１／４に減少
させながら、徐々に画像数の少ない画像を形成すること
を含み、画素数を１／４に減少させる場合、画素数の少
ない側の画像におりる１画素の明度は、この１画素に対
応する画素数の多い側の画像にお【ノる２×２の子画素
の明度の平均値とする。

前記第２の手順は、例えば、ある画像における各画素の
明度を検査し、求める明度に最も近い画素を抽出し、次
に、この抽出された画素の４つの子画素の明度を検査し
、求める明度に最も近い画素を抽出することを含む。

また、前記第２の手順は、例えば、複数の電子計算機を
用いて、並列処理することを含む。

また、前記第２の手順は、４つの子画素の明度の差また
は比が所定値以下になったら検査を終了することを含む
。

前記第１の手順は、例えば、内視鏡像がなく、常に黒の
領域の画素は、白とみなして、または、排除して複数の
画像を形成することを含む。

また、前記第２の手順は、要求する精度に応じ゛（、検
査を終結しで良い階層の上限と下限の少なくとも一方を
設定Ｊ−ることを含む。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず、第１図ないし第６図を参照して、本発明の詳細な
説明覆る。

第１図は大腸への内視鏡の挿入を示す説明図、第２図は
内視鏡挿入部の先端部を示Ｊ“斜視図、第３図は大腸の
屈曲部分への内視鏡の挿入を示す説明図、第４図は第３
図の状態における内視鏡像を示す説明図、第５図は大腸
の直線部分への内視鏡の挿入を示づ゛説明図、第６図は
第５図の状態における内視鏡像を示す説明図である。

第１図に示Ｊように、内視鏡（ファイバスコープ）１は
、細長で可撓性を有する挿入部２を備え、この挿入部２
の後端に大径の操作部３が連設されている。前記操作部
３からは、側方に、可１５．：　ｆ’ｌを有するユニバ
ーサル」−ド４が延設され、このコニバーサルコード４
の先端部に、」ネクタ５が設けられている。この］コネ
クタは、光源装置６に接続されるようになっている。ま
た、前記操作部３の後端部には、接眼部８が設けられて
いる。

第２図に示すように、前記挿入部２の先端側には、硬性
の先端部１１及びこの先端部１１に隣接覆る後方側に湾
曲可能な湾曲部１２が順次段りられている。また、前記
操作部３には、図示しない湾曲操作ノブが設ＧＪられ、
この湾曲操作ノブを回動操作することによって、前記湾
曲部１２をト下／左右方向に湾曲できるようになってい
る。

前記先端部１１には、照明光学系の照明レンズ１５と観
察光学系の対物レンズ１６とが、略同−方向に向けられ
て配設されている。前記照明レンズ１５の後端側には、
例えばファイババンドルからなる図示しないライトガイ
ドが連設されている。

このライトガイドは、前記挿入部２．操作部３及びユニ
バーサルコード４内に挿通されて、萌記凹ネクタ５に接
続されている。そして、このコネクタ５を前記光源装置
６に接続すると、この光源装置６内のランプ６ａから出
射された照明光が、前記ライトガイドの入射端に入射す
るようになっている。この照明光は、前記ライトガイド
によって、先端部１１に導かれ先端面から出射され、前
記照明レンズ１５を通して被写体に照射されるようにな
っている。尚、第２図中、符号１７は、照明光の照明範
囲を示している。

−７５、前記対物レンズ１６の結像位置には、例えばフ
ァイババンドルからなる図示しないイメージガイドの先
端面が配置されている。このイメージガイドは、前記挿
入部２内に挿通されて、前記接眼部８ま′Ｃ延設されて
いる。そして、前記対物レンズ１６によって結像された
被写体像は、前記イメージガイドによって、前記接眼部
８に導かれ、この接眼部８から図示しない接眼レンズを
介して観察されるようになっている。尚、第２図中、符
号１８は、観察光学系の視野範囲を示している。

ところで、内８１鏡１の照明光学系と観察光学系とは、
第２図に承り−ように、近接して存在し、■つ略同一方
向を向いていることから、内視鏡像の暗いところが遠い
ところであるということが言える。従って、第１図に示
すように、大腸２０等の管腔状の物へ、内視鏡１（の挿
入部２）を挿入する場合、得られた内視鏡像の最−ｂ暗
い方向に、内視鏡１を挿入すれば良い。このことを、第
３図ないし第６図を参照して説明する。尚、第４図及び
第６図は、明るさの等しい部分を線で結ん（・示したも
のであり、符号２１．２２．２３で示す領域は、この順
に暗い部分を示している。

第３図は、内視鏡１の挿入部２を、大腸２０の上方に屈
曲した部分へ挿入する場合を示している。

この場合、第４図に示すように、内視鏡像において暗い
部分は、上方に偏って存在する。従って、この場合には
、内視鏡１の先端部１１を、上方向に湾曲させ、上方向
に挿入部２を挿入して行けば良い。

また、第５図は、内視鏡１の挿入部２を、大腸２０の直
線状の部分へ挿入する場合を示し−Ｃいる。

この場合、第６図に示すにうに、内視鏡像において賠い
部分は、中央に存在する。従って、この場合には、内視
鏡１の挿入部２を、まっすぐそのまま挿入して行【）ば
良い。

このように、本発明の内視鏡の挿入方向の検出方法は、
内視鏡像の暗い領域を抽出づ−ることによって、内視鏡
の挿入方向を検出するものであり、更に、内視鏡像の暗
い領域を正確に抽出する方法（゛ある。

次に、第７図ないし第１８図を参照して、本発明の一実
施例を説明する。

第７図はファイバスコープと外付はテレビカメラを用い
た内視鏡装置の例を示す説明図、第８図はビデオスコー
プを用いた内視鏡装置の例を示す説明図、第９図は本実
施例のスデップ１を示すフローヂャート、第１０図はク
オドツウリーを示す説明図、第１１図はりＡドラウリ−
の各階層のノードの関係を示す説明図、第１２図は具体
的数値を入れたりＡドラウリ−の一例を示す説明図、第
１３図は内視鏡像の表示エリアがへ角形形状の場合のク
オドツウリーを示す説明図、第１／Ｉ図【、Ｌ本実施例
のステップ２を示ずフローチャート、第１５図はステッ
プ２のステップ８２２を説明するためのクオドツウリー
を示１−説明図、第１６図はステップ２のステップ８２
４を説明するための説明図、第１７図は具体的数値を入
れたクオドツウリーの他の例を示ず説明図、第１８図は
本実施例のステップ３を示すフローチャートである。

本実施例の内視鏡の挿入方向の検出方法は、例えば、第
７図または第８図に示す内視鏡装置に適用される。

第７図に示す内視鏡装置は、光源装置６によって照明光
が供給されるファイバスコープ１と、このファイバスコ
ープ１の接眼部８に取付番ノられた外付はテレビカメラ
３０とを備えている。前記ファイパスコープ１の構成は
、第１図に示すものと同様であり、説明を省略する。前
記外付はテレビカメラ３０は、例えば、前記接眼部８か
らの光を結像する図示しない結像レンズと、この結像レ
ンズの結像位置に配設された図示しない固体踊像素子を
備えている。また、この外付はテレビカメラ３０は、Ｏ
ｒｌ記固記録体撮像素子動すると共に、この固体撮像素
子の出力信号を映像信号処理する信号処理装置３１に接
続されるようになっている。

前記信号処理装置３１から出力される映像信号は、モニ
タ３２に人力されると共に、Ａ／Ｄ変換器３３によって
デジタル量に変換された後、電子計算機３５に入ツノさ
れ、この電子計算機３５内の図示しないメ、モリ内に取
り込まれるようになっている。

そして、前記モニタ３２に、内視鏡像が表示されると共
に、前記電子計算機３５によって、本実施例にお（）る
内視鏡の挿入方向の検出方法が実行される。

また、第８図に示づ内視鏡装置は、ファイパスコ１−プ
１及び外付りテレビカメラ３０の代わりに、ビデオスコ
ープ４１を備えている。このビデオスコープ／１．１は
、前記ファイバスコープ１と同様に、細長で可撓性の挿
入部２と、この挿入部２の後端に連設された操作部３と
を備えている。前記操作部３からは、側方に、可撓性を
有するユニパーサルコード４２が延設され、このコｔニ
バーザルコード４２の先端部に、］コネクタ３が設【プ
られている。このコネクタ４３は、光源装置６と映像信
号処理回路４６とを内蔵した制御装置４５に接続される
ようになっている。前記ビデオスコープ４１の挿入部２
の先端部では、対物レンズのＩＩｔｌ像位置に、図示し
ない固体＊機素子が配設されている。

この固体搬像素子は、前記挿入部２．操作部３及びユニ
バーサルコード４２内に挿通された信号線、及び前記コ
ネクタ４３を介して、前記制御装置４５内の映像信号処
理回路４６に接続されるようになっている。尚、前記ビ
デＡス］−プ４１の照明光学系は、ファイバスコープ１
と同様であり、ライトガイドの入射端には、前記制御装
置４５内の光源装置６のランプ６ａから出射された照明
光が入射されるようになっている。前記固体撮像素子は
、前記映像信号処理回路４６によって駆動されると共に
、この固体撮像素子の出力信号は、前記映像信号処理回
路４６で信号処理されるようになっている。この映像信
号処理回路４６から出ノＪされる映像化ｇは、ファイバ
スコープ１を用いた内視鏡装置の場合と同様に、モニタ
３２に入力されると共に、Ａ／Ｄ変換器３３によつ−Ｃ
デジタル吊に変換された後、電子計算機３５に入力され
、この電子計算機３５内の図示しないメモリ内に取り込
まれるようになつ−（いる。そして、前記モニタ３２に
、内視鏡像が表示されると共に、前記電子計算機３５に
よって、本実施例における内視鏡の挿入方向の検出方法
が実行される。

次に、本実施例の内視鏡の挿入方向の検出方法について
説明する。

尚、画素数は５１２Ｘ５１２画素、階調は５１２階調程
度が一般的ではあるが、以下の説明では、話を簡単にす
るために、電子計算機３５に取り込まれた原画の画素数
を８×８とし、また、明るさレベルは、黒をＯ１白を７
とする８階調とする。

本実施例の内視鏡の挿入方向の検出方法は、電子計算機
３５に取り込まれた原画から、画素数の異なる複数の画
像を形成するステップ１と、前記ステップ１によって形
成された複数の画像において、画素数の少ない画像から
順に、その画像における各画素の明度を検査し、所定の
画素数の画像における暗い領域を抽出するステップ２と
、前記ステップ２で求めた領域の近傍の領域であって、
求める明度範囲内の領域を、前記ステップ２で求めた領
域に併合１゛るステップ３どを備えでいる。

前記ステップ１を、第９図ないし第１１図を参照して説
明する。

第９図に示すように、原画の全画素がｎｘｎで構成され
ている場合、ステップＳ１１で、２×２画素の領域の明
度（以下、グレーレベルと記づ。）の平均を求め、ｎ／
２Ｘｎ／２画素の画像を得る。

次に、ステップ８１２で、ステップＳ１１で得られた画
像の画素が１か否かが判定され、画素数が１ではない場
合には、得られた画像について、更に、前記ステップ８
１１を行い、画素数が１の場合には、ステップ１を終了
し、ステップ２へ進む。

このように、ステップ１では、画素数が１になるまで、
徐々に画素数の少ない画像を形成して、クオドツウリ−
（Ｑｕａｄ−Ｔｒｅｅ）を作成する。

前記ステップ１を、更に、第１０図を参照して説明する
。尚、第１０図において、ｘｉｊ（但し、ｘ＝ａ、ｂ、
ｃ、ｄ）は、画素座標を示し、〈Ｘｊ〉は、画素ｘｉｊ
のグレーレベルを示す。

第１０図（ｄ）に示すように、８×８画素ｄ１１゜ｄ１
２．・・・、ｄ８８で構成されでいる原画（これを、ｄ
プレーンと呼ぶ。）から、ステップ８１１で、＜Ｃ１ｔ
＞＝１／４　（＜ｄｌｌ＞十＜ｄ１２＞＋＜ｄ２１＞十
＜ｄ２２＞） の割算によって、２×２画索の領域のグレーレベルの平
均を求め、第１０図（Ｃ）に示すように、４×４画素ｃ
　１１．　ｃ　１２．・・・、Ｇ４４の画像（これを、
Ｃブレーンと呼ぶ。）を得る。同様に、＜　ｂ　１１＞
　＝　１　／　４　（＜　ｃ　１１＞　十＜　ｃ　１２
＞＋＜Ｃ２１＞十＜Ｃ２２＞） から、第１０図（ｂ）に示すように、２×２画素ｂ１１
．　ｂ１２．　ｂ２１．　ｂ２２の画像（これを、ｂブ
レンと呼ぶ。）を得る。また、 ＜ａｌｌ＞　＝１／４　（＜ｂｌｌ＞＋＜ｂ１２＞十＜
　ｂ２１＞　十＜　ｂ２２＞　） から、第１０図（ａ）に示すように、１画素ａｌｌの画
像（これを、ａプレーンと呼ぶ。）を得る。

以上の作業は、次々と解像度１／２の画像を形成して行
くことに他ならない。

このように作成されたりＡドラウリ−では、第１１図に
示すように、ａ、ｂ、ｃ、ｄの各ブレーンのノード（ｎ
ｏｄｅ、節）は、ポインター（ｐｏ　ｉ　ｎｔｅｒ）ま
たはリンク（ｌｉｎｋ）ｒ連結される（関連づけられる
）。

特に、ａプレーンのノードをルート（ｒ　ｏ　ｏ　ｔ　
。

根）またはルート　ノード（ｒｏｏｔ　　ｎｏｄｅ）と
呼び、末端の（この場合Ｃブレーンの）ノードをリーフ
（ｌｅａｆ）またはり−７ノード（ｌｅａｆ　　ｎｏｄ
ｅ）と呼ぶ。

前記ステップ１で得られる各画像の各画素のグレーレベ
ルの具体的数値例を入れたものを、第１２図（ａ＞ない
しくｄ）に示す。

尚、内視鏡像の表示エリアは、必ずしも正方形をしてお
らず、照明系の配光特性等から六角形や円形をしＣいる
場合が多い。このように、六角形や円形の場合には、画
像の４隅等に、内視鏡像がなく常に黒の領域が存在する
ことになる。このような場合の処理を、表示エリアが六
角形形状の場合について、第１３図（ａ）ないしくｄ）
を参照して説明する。

第１３図（ｄ）に示すように、Ｃブレーン上の左上隅の
］−ナーを一例にとり説明すると、画素ｄ１１の全部と
、ｄ１２．ｄ２１の半分は、常に黒の領域であり、この
場合、 ＜ａｌｌ＞＝１／４　（＜ｄｌｌ＞十＜ｄ１２＞＋＜ｄ
２１＞＋＜ｄ２２＞） によって＜　ｃ　１１＞を計算すると、＜　ｃ　１１＞
は、正しい値を示さない。この場合は、 ＜ｃｌｌ＞−１／３　（２（＜ｄ１２＞十＜６２１＞）
十＜　ｄ　２２＞　） によって計算することによっ（、正しい値が得られる。

また、一番隅に、暗い領域が存在するケースは、希であ
るので、画素ｄｌｌ、　ｄ１２．　ｄ２１は、白レベル
、すなわちグレーレベルが７としく、＜ｃｌｌ＞＝１／
４　（７＋７＋７＋＜ｄ２２＞）によって計算しても良
い。

表示エリアが六角形の場合について説明したが、円形等
信の形状についても全く同様に考えることができる。

尚、以後の説明では、話を簡単にするために、内視鏡像
の表示エリアは、１Ｆ方形であるものと覆る。

次に、第１４図ないし第１７図を参照して、ステップ２
について説明覆る。

第１４図に示すように、まず、ステップ８２１で、２×
２画素の画像（階層）から、求めるグレーレベルに最も
近い値のノードを抽出する。次に、ステップ８２２で、
前記ステップ８２１を行った階層が検査を終結して良い
Ｎ層が否かが判定される。終結して良い階層である場合
には、ステップ８２３Ｆ、前記ステップ８２１で抽出さ
れたノードのグレーレベルは、求めるグレーレベル範囲
に入っているか否かが判定される。入っている場合には
、ステップＳ２４で、ステップＳ２１で抽出されたノー
ドのグレーレベルとぞのノードの４つの子ノードのグレ
ーレベルの差が、一定値に以内に人つ（いるか否かが判
定される。入っ”Ｃいる場合には、そのノードを暗い領
域として登録し、スーｊツブ２を終了し、ステップ３へ
進む。一方、前記ステップ８２２で、終結し−（良い階
層ではないと判定された場合、及び前記ステップ８２３
で、求めるグレーレベル範囲に入っていないと判定され
た場合は、次のツウリーレベル（Ｔｒｅｅｌ−ｅＶｅｌ
）、すなわち、次に画素数の多い画像〈りＡドラウリ−
に、４５番ノる下の階層〉において、ステップＳ２１以
降を実行する。この場合、ステップ５２１ｒＧま、トの
階層においてスフツブＳ２１で抽出されたノードに対応
する４つの子ノードの中から、求めるグレーレベルに最
も近い値のノードを抽出する。また、前記ステップＳ２
４で、一定値に以内に入っていないと判定された場合に
は、ステップＳ２６で、その階層が検査を終結しで良い
階層の底か否かが判定される。このステラプＳ２６で、
終結して良い階層の底ではないど判定された場合には、
前述のように、次のツウリーレベルにおいて、ステップ
Ｓ２１以降を実行する。

また、前記ステップ８２６で、終結して良い階層の底で
あると判定された場合には、スー１ツゾ２７で、−股上
の階層に戻り（これを、バックトラック（ＢＡＣＫ　　
ＴＲＡＣＫ）と呼ぶ。）、例えば、既に前記ステップ８
２１を行ったノードと同じ親ノードに属する残りの３つ
の子ノードの中から、求めるグレーレベルに最も近い値
のノードから順にステップ８２１以降を実行する。

第１５図を参照して、前記ステップ８２２における検査
を終結しても良い階層についで説明りる。

一般的には、画素数は５１２Ｘ５１２程度であることは
既に述べた通りであるが、その場合のクオドツウリーの
様子を、第１５図に示寸。前記ステップ２では、２×２
画素の階層から始めて、下方（画素数の多い階層）に検
査を進めて行く訳τ・あるが、必ずしも、５１２Ｘ５１
２画素の階層まで検査を進める必要はなく、精度的に問
題のない階層まで検査をづれば良い。これは、電子計算
機にＪ：る処理時間の短縮になる。まＩＣｚノイズの影
響を排除づ−ることができる。一方、例えば２×２画素
の階層では粗すざる。従って、前記ステップ２２では、
要求りる粕磨に応じて、検査を終結しても良いｌｌ！ｌ
！ｉ層の上限、下限の少なくとも一方を設定している。

また、第１６図（ａ）ないしくＣ）を参照して、萌記ス
デップ２４につい′Ｃ説明する。

第１６図（ａ）に示すように、ある階層ｐのハツチング
部のグレーレベルと、下の階層ｑにお番プる前記ハツチ
ング部に対応する４つの子画素のグレーレベルの差が、
一定値以内であれば、明るさにむらのない、いわゆるベ
タの状態であるので、更に細かく下の階層ｒを検査する
必要はない。

従って、前記ステップ８２４では、その様なベタの状態
になったとぎは、更に、その下の階層まで検査を進める
ことを止める。これも、電子計算機による処理時間の短
縮になる。

また、前記ステップ８２４で、グレーレベルの差が一定
値に以内に入っていないと判定され、更に、ステップ８
２６で、終結し−Ｃ良い階層の底（゛あると判定された
場合は、明るさのむらが、イメージガイドを構成する光
ファイバの折れや、ノイズに起因している可能性があり
、このような場合に、ステップＳ２７で、バック（へラ
ックすることにより、誤りを防止することがでさる。

尚、本実施例では、前記ステップＳ２４において、抽出
されたノードとそのノードの４つの了ノードの各グレー
レベルの差が、一定値に以内に人っているか否かを判定
するようにしているが、第１９図に示すように、ステッ
プ８２／ｌにＪ３いて、各ノードのグレーレベルの比が
、−・定値以内に入っているか否かを判定するようにし
、この比が一定値以内に入っている場合には、ステップ
２を終了し、一定値以内に入っていない場合には、ス゛
１ツブ８２６へ進むようにしても良い。

次に、以上のようなステップ２の動作を、２種類の具体
的数値例を用いて説明する。

第１の例では、求める領域のグレーレベルを２以下とし
、第１２図に示づグレーレベル分布の場合を例にとり説
明する。但し、終結して良い階層をＣブレーンとする。

また、ステップＳ２４の一定値ｋを１．５とする。。

まず、ステップＳ２１で、ｂブレーン上の４つのノード
のグレーレベルが検査される。求めるグレーレベル（２
以下）に最も近い値のノードはｂ２１であり、このｂ２
１が抽出される。

次に、ステップＳ２２で、ｂブレーンは終結しで良い階
層ではないと判定される。

次に、次のツウリーレベルへ進み、ステップＳ２１で、
前記ノードｂ２１に対応するＣブレーン上の４つのノー
ドＣ３１，Ｃ３２，Ｃ４１，Ｇ　４２の中から、求める
グレーレベルに最も近い値のノードｃ３２が抽出される
。

次に、ステップＳ２２で、Ｃブレーンは終結し【良い階
層ぐあると判定される。

次に、ステップＳ２３で、前記ノードｃ３２のグレーレ
ベルは、求めるグレーレベル（２以下）に入っていると
判定される。

次に、ステップ８２４で、前記ノードＣ３２のグレーレ
ベルと、このノードＣ３２に対応するｄブレン上のｄ５
３．　ｄ５４．　ｄ６３．　ｄ６４のグレーレベルが比
較される。ｃ　３２．　ｄ　５３．　ｄ　５４．　ｄ　
６３．　ｄ　６４の各グレーレベルは、１〜２であり、
そのＸは１であり、一定値に＝１．５以内に入っている
と判定される。

そして、ステップ８２５で、前記ノードｃ３２が登録さ
れ、ステップ２を終了する。

第２の例では、求める領域のグレーレベルを２以下とし
、第１７図（ａ）ないしくｄ）に示ηグレーレベル分布
の場合を例にとり説明する。但し、終結して良い階層を
Ｃプレーンとする。また、ステップ８２４の一定値ｋを
１．５とする。

まず、ステップ８２１で、ｂブレーン上の４つのノード
のグレーレベルが検査される。求めるグレーレベル（２
以下）に最も近い値のノードはｂ２１であり、このｂ２
１が抽出される。

次に、ステップ８２２で、ｂブレーンは終結して良い階
層ではないと判定される。

次に、次のツウリーレベルへ進み、ステップＳ２１で、
前記ノードｂ２１に対応するＣブレーン上の４つのノー
ドｃ　３１．　ｃ　３２．　ｃ　４１．　ｃ　４２の中
から、求めるグレーレベルに最も近い値のノードｃ３２
が抽出される。

次に、ステップＳ２２で、Ｃブレーンは終結して良い階
層であると判定される。

次に、ステップ８２３で、前記ノードｃ３２のグレーレ
ベルは、求めるグレーレベル（２以下）に入っていると
判定される。

次に、ステップ３２４で、前記ノードｃ３２のグレーレ
ベルと、このノードｃ３２に対応するｄプレーン上のｄ
５３．　ｄ５４．　ｄ６３．ｄ６４のグレーレベルが比
較される。ｃ　３２．　ｄ　５３．　ｄ　５４．　ｄ　
６３．　ｄ　６４の各グレーレベルは、０〜２．５であ
り、その差は２．５であり、一定値に＝１．５以内に入
っていないと判定される。

次に、ステップ８２６で、終結して良い階層の底か否か
が判定され、終結して良い階層の底であるので、ステッ
プ８２７でバックトラ、ツクする。

すなわち、ノードｃ３２は、求めるグレーレベル領域で
はなかったので、他の３つのノードｃ３１．ｃ４１、　
Ｃ４２の中で、求めるグレーレベルに最も近い値のノー
ドから順番に（この場合、ｃ　４２．　ｃ　４１゜Ｃ３
１の順に）、ステップ８２１以降の同様の検査が行われ
、ノードｃ４２が抽出され、スラップＳ２５で、このノ
ードｃ４２が登録され、ステップ２を終了する。

次に、第１８図を参照して、ステップ３について説明す
る。

まず、ステップ８３１で、前記ステップ２で得られた領
域の近傍のノードのグレーレベルを検査する。次に、ス
テップ８３２で、求めるグレーレベル範囲内に入ってい
る領域があるか否かが判定され、ある場合には、ステッ
プＳ３３で、その領域を、ステップ２で既に得られた領
域に併合し、再びステップ８３１へ戻る。以上のステッ
プ８３１〜８３３は、求めるグレーレベル範囲に入るも
のがなくなるまで続けられる。一方、前記ステップ８３
２で、求めるグレーレベル範囲内に入っている領域がな
いど判定された場合には、ステップＳ３４で、より高い
精度の検査が必要か否かが判定され、必要ないと判定さ
れた場合には、ステップ３を終了する。一方、ステップ
８３４で、より高い精度の検査が必要（・あると判定さ
れた場合には、次のツウリーレベル、すなわち下の階層
へ進み、ステップＳ３１〜８３３の近傍検査を行う。

次に、このステップ３の動作を、第１２図に示？ｌ貝体
的数値を例にとり説明する。

ステップ２の検査では、ノードｃ３２が抽出されたので
、ステップ３では、その近傍検査が行われる。

まず、ステップＳ３１で、ノードｃ３２の近傍のノード
ｃ２１．　Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ３１，Ｃ３３，Ｃ４１，
Ｃ４２、Ｃ４３のグレーレベルの検査が行われる。次に
、ステップ８３２で、求めるグレーレベル範囲（２以下
）に入っている領域があるか否かが判定される。この例
では、求めるグレーレベル範囲に入っているものはない
。次に、ステップ８３４で、より高い精度の検査を必要
と覆る場合には、ｄプレ一ンにおいて、ステップＳ３１
〜８３３によつ−Ｃ１更に細かく検査する。この例では
、求めるグレーレベル範囲に入っているものはない。

従って、この例では、ステップ２で求めた領域に併合す
べき領域はないということになる。

尚、第２０図に示すように、複数の電子副棹機３５．３
５．・・・を設け、ステップ２．ステップ３の検査にお
いて、複数の電子計算機３５．３５゜・・・による並列
処理を行えば、その処理時間を短縮することができる。

複数の電子計算機による並列処理が可能であることｂ１
クオドツウリーを用いた本実施例の持つ利点の一つであ
る。

このように、本実施例によれば、ステップ１及びステッ
プ２によって抽出され、場合によっては、更に、ステッ
プ３で併合された暗い領域を、内視鏡の挿入方向とする
ことにより、簡単に、内視鏡の挿入方向を検出すること
ができる。

ところで、原画がｎｘｎ画素で構成されている場合に、
全ての画素について、一つ一つその明るさレベルを検査
した場合には、その検査に多大な時間を要する。通常は
、ｎ＝５１２程痕であり、ｎｘｎ＝２６２１４４にもな
る。

これに対し、本実施例では、ステップ１でクオドツウリ
ーを作成し、ス゛ｊ゛ツブ２で、明るさレベルが所定値
以下の暗い領域を抽出するに当り、前記りＡドラウリ−
を用いＣ１画素数の少ない画像から順に、マクロ的検査
からミクロ的検査を行うようにしている。従って、処理
時間を著しく短縮することができる。

尚、本発明は、上記実施例に限定されず、例えばステッ
プ３は、必ずしも必要と覆るものではない。

また、本発明の方法によって検出された内視鏡の挿入方
向に対し、内視鏡操作者が、湾曲操作及び挿入操作によ
り、内視鏡を挿入しても良いし、検出された挿入方向に
対し、装置によって自動的に先端部を向け、挿入しても
良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、簡単に、しかも短
い処理時間で、内視鏡の挿入方向を検出することができ
るという効果がある。

特に、第１の手順及び第２の手順で、マク［Ｊ的な検査
からミクロ的検査を行うことにより、処理時間を著しく
短縮することができる。

また、第２の手順ｅ、袷数の電子計算機を用いて並列処
理することにより、より処理時間を短縮することができ
る。

また、第１の手順で、内視鏡像がなく常に黒の領域の画
素は、白とみなして、またはｕ１除して複数の画像を形
成することにより、内視鏡像の表示エリアの形状にかか
わらず対応することが可能となる。

また、第２の手順で、要求する精度に応じて、検査を終
結して良い階層の上限と下限の少なくとも一方を設定す
ることにより、処理時間を短縮できると共に、ノイズの
影響を朗詠することが（・きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は大腸への内視鏡の挿入を示す説明図、第２図は
内視鏡挿入部の先端部を示す斜視図、第３図は大腸の屈
曲部分への内視鏡の挿入を示す説明図、第４図は第３図
の状態における内視鏡像を示Ｊ−説明図、第５図は大腸
の直線部分への内視鏡の挿入を示す説明図、第６図は第
５図の状態にお（プる内視鏡像を示Ｊ説明図、第７図な
いし第１８図は本発明の一実施例に係り、第７図はファ
イバスコープと外付はテレビカメラを用いた内視鏡装置
の例を示す説明図、第８図はビデオスコープを用いた内
視鏡装置の例を示す説明図、第９図は本実施例のステッ
プ１を示ザフローヂャート、第１０図はりＡドラウリ−
を示す説明図、第１１図はクオドツウリーの各階層のノ
ードの関係を示す説明図、第１２図は具体的数値を入れ
たクオドツウリーの一例を示′？ｌ説明図、第１３図は
内視鏡像の表示エリアがへ角形形状の場合のクオドツウ
リーを示す説明図、第１４図は本実施例のステップ２を
示すフローチャート、第１５図はステップ２のステップ
８２２を説明するためのクオドツウリーを示す説明図、
第１６図はステップ２のステップ３２４を説明するため
の説明図、第１７図は具体的数値を入れたクオドツウリ
ーの他の例を示１説明図、第１８図は本実施例のステッ
プ３を示１ノローヂャート、第１９図はステップ２のス
テップ゛８２４の他の例を説明するためにフローチャー
１へ一部を示Ｊ説明図、第２０図は複数の電子８１篩機
を設けた内視鏡装置の一部を示す説明図である。 １・・・内視鏡　　　　　　２・・・挿入部区 味 区 鵬 区 味 区 沫 法 法 鵬 法 味 味 味 味

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一の内視鏡像から、画素数の異なる複数の画像
   を形成する第１の手順と、前記第１の手順によつて形成
   された複数の画像において、画素数の少ない画像から順
   に、その画像における各画素の明度を検査し、所定の画
   素数の画像における暗い領域を抽出する第２の手順とを
   備え、前記第２の手順によって抽出された暗い領域を内
   視鏡の挿入方向とすることを特徴とする内視鏡の挿入方
   向の検出方法。
2. （２）前記第１の手順は、画素数を１／４に減少させな
   がら、徐々に画像数の少ない画像を形成することを含み
   、画素数を１／４に減少させる場合、画素数の少ない側
   の画像における１画素の明度は、この１画素に対応する
   画素数の多い側の画像における２×２の子画素の明度の
   平均値とすることを特徴とする請求項１記載の内視鏡の
   挿入方向の検出方法。
3. （３）前記第２の手順は、ある画像における各画素の明
   度を検査し、求める明度に最も近い画素を抽出し、次に
   、この抽出された画素の４つの子画素の明度を検査し、
   求める明度に最も近い画素を抽出することを含むことを
   特徴とする請求項２記載の内視鏡の挿入方向の検出方法
   。
4. （４）前記第２の手順は、複数の電子計算機を用いて、
   並列処理することを含むことを特徴とする請求項２記載
   の内視鏡の挿入方向の検出方法。
5. （５）前記第２の手順は、４つの子画素の明度の差また
   は比が所定値以下になつたら検査を終了することを含む
   ことを特徴とする請求項２記載の内視鏡の挿入方向の検
   出方法。
6. （６）前記第１の手順は、内視鏡像がなく、常に黒の領
   域の画素は、白とみなして、複数の画像を形成すること
   を含むことを特徴とする請求項２記載の内視鏡の挿入方
   向の検出方法。
7. （７）前記第１の手順は、内視鏡像がなく、常に黒の領
   域は、排除して複数の画像を形成することを含むことを
   特徴とする請求項２記載の内視鏡の挿入方向の検出方法
   。
8. （８）前記第２の手順は、要求する精度に応じて、検査
   を終結して良い階層の上限と下限の少なくとも一方を設
   定することを含むことを特徴とする請求項２記載の内視
   鏡の挿入方向の検出方法。
9. （９）内視鏡像における暗い領域を抽出する手順を備え
   、この手順によって抽出された暗い領域を内視鏡の挿入
   方向とすることを特徴とする内視鏡の挿入方向の検出方
   法。