JP2005295518A - 画像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２次元拡散信号伝送素子に要求される信号処理の負荷を低くし、小型・安価な素子を用いて画像信号処理及び伝送を行う為の画像信号処理装置を構成することを可能とする、ことを目的とする。
【解決手段】 画像信号を無線受信する画像信号受信手段と、受信素子と、を備えた画像信号処理装置であって、複数の２次元拡散信号伝送素子の内の少なくとも一部は、信号受信手段に接続され、且つ、信号受信手段を介して受信した画像信号に関する画像処理を行う為の処理部を有する受信素子として構成され、複数の受信素子のうち、画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子が、信号受信手段により受信される画像信号の強度に基づいて選択され、選択された複数の受信素子は、画像信号に関する処理を分散処理する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、２次元拡散信号伝送技術による通信を行う複数の通信素子を用い画像信号の伝送を行なう画像信号処理装置に関する。

個別の配線を形成することなく、複数の素子が信号を中継することにより信号を伝達する通信技術である２次元拡散信号伝送技術が下記特許文献１（特開平２００３−１８８８８２号公報）により開示されている。前記公報には周辺に配置されている他の通信素子とのみ通信する機能を有する、分散して配置された複数の通信素子を備えた通信装置が提案されている。通信距離は周辺に配置された他の通信素子と局所的な通信を行える程度に設定されており、この局所的な通信により通信素子間で信号を順次伝達することによって、目的とする通信素子まで信号を伝達することが可能となっている。複数の通信素子は階層に分けられ、各階層において経路データを設定することにより、効率よく最終目的地まで信号を伝達することが可能となっている。

特開２００３−１８８８８２号公報

２次元拡散信号伝送（以後２Ｄ−ＤＳＴと呼ぶ）技術の応用例として、例えばカプセル内視鏡の様な無線式の撮像装置からの画像信号を、２Ｄ−ＤＳＴ基板上に配置された受信素子で受信し、適当な処理を加えた後、２Ｄ−ＤＳＴ技術を用いて転送することが考えられる。２Ｄ−ＤＳＴ技術を用いて画像信号の処理、転送を行う場合、撮像装置からの画像信号を受信するアンテナに接続された受信用２Ｄ−ＤＳＴ素子が行う処理は、その受信信号の増幅、Ａ／Ｄ変換、補正、圧縮、解析や他の２Ｄ−ＤＳＴ素子に送信する送信信号の生成などが想定されている。しかしながら大容量の画像信号の処理を一つの２Ｄ−ＤＳＴ素子で行うと、素子に要求される信号処理能力が大きくなり、大規模・高性能・高価な素子を用いて装置を構成せざるを得なくなってしまう。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、２Ｄ−ＤＳＴ素子に要求される信号処理の負荷を低くし、小型・安価な素子を用いて画像信号処理及び伝送を行う為の画像信号処理装置を構成することを可能とする、ことを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明の一つの形態は、撮像した被写体の画像信号を無線により送信する撮像手段から画像信号を受信する信号受信手段と、２次元拡散信号伝送基板上に２次元的に配置された複数の２次元拡散信号伝送素子と、を備える画像信号処理装置であって、複数の２次元拡散信号伝送素子の内の少なくとも一部は、信号受信手段に接続され、且つ、信号受信手段を介して受信した画像信号に関する画像処理を行う為の処理部を有する受信素子として構成され、複数の受信素子のうち、画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子が、信号受信手段により受信される画像信号の強度に基づいて選択され、選択された複数の受信素子は、画像信号に関する処理を分散処理し、分散処理されたデータが２次元拡散信号伝送基板上の複数の２次元拡散信号伝送素子による所定の伝送経路を経て伝送される、ことを特徴とする画像信号処理装置を提供する（請求項１）。
また信号受信手段は複数存在し、一つの信号受信手段は、一つの受信素子に接続されている、ことが好ましい（請求項２）。よって受信素子が画像信号を受信する際に、２Ｄ−ＤＳＴ素子に要求される信号処理の負荷を低くし、小型・安価な素子を用いて２Ｄ−ＤＳＴ回路を構成することが可能となる。

素子としては、受信した画像信号の強度が最も強い受信素子と、受信した画像信号の強度が最も強い受信素子の周辺にある１個以上の受信素子とが選択される、ことが好ましい（請求項３）。
また画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、受信した画像信号の強度が最も強い受信素子と、受信した画像信号の強度が最も強い受信素子と直接通信可能な距離内にある１個以上の受信素子とが選択される、ことが好ましい（請求項４）。

また画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、所定の受信強度以上の範囲から２個以上の受信素子が選択される、ことが好ましい（請求項５）。
また画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、受信素子を所定の数に分割したブロックの中で、受信強度の平均値が最も高いブロックの受信素子が選択される、ことが好ましい（請求項６）。
または画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、受信素子を所定の数に分割したブロックの中で、受信強度の最小値が所定の強度以上であるブロックの内、最も受信強度のバラツキの小さいブロックの受信素子が選択される、ことが好ましい（請求項７）。

また信号受信手段は１個以上存在し、一つの信号受信手段は、２個以上の受信素子に接続されている、ことが好ましい（請求項８）。
また画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、信号受信手段の中で受信した画像信号の強度が最も強い信号受信手段に接続された受信素子が選択される、ことが好ましい（請求項９）。
または画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、信号受信手段の中で、受信強度が所定の強度以上である信号受信手段の中から任意に選択された信号受信手段に接続された受信素子である、ことが好ましい（請求項１０）。

複数の２次元拡散信号伝送素子の内の少なくとも一部は、データ通信を行なう為の通信部を更に有していても良い。この場合、画像信号に関する分散された処理は、処理部が画像信号を受信する画像信号受信と、処理部が受信した画像信号を処理する受信データ処理と、通信部が処理部で処理された処理後データを送信するデータ送信を有する、ことが好ましい（請求項１１）。
また画像信号に関する分散された処理は、画像信号受信から始まり, 信号データ処理、データ送信、へと続く、ことが好ましい（請求項１２）。
また画像信号に関する分散された処理は、時間調整をする待機を有する、ことが好ましい（請求項１３）。

画像信号受信は、画像信号に関する処理を行うべき受信素子が画像信号に含まれる同期信号を受信することによりはじまる、ことが好ましい（請求項１４）。
また画像信号処理装置は、同期信号の同期部分に番号を付番する制御部を備え、画像信号を処理する受信素子は同期部分の番号を基準として、画像信号受信を開始する、ことが好ましい（請求項１５）。
ま画像信号処理装置は、画像信号に関する処理を行うべき受信素子に画像信号受信の開始を許可する信号を送信する中継素子を備え、画像信号に関する処理を行うべき受信素子は、画像信号受信の開始を許可する信号を受信した直後の同期部分を開始の指示とみなし、画像信号受信を開始する、ことが好ましい（請求項１６）。
また画像信号受信の開始を許可する信号は、第一の中継素子が第二の中継素子に画像信号を処理する受信素子の処理後データを送信した後に、直前に第一の中継素子が送信した処理後データを生成した受信素子に、第一の中継素子から送信される、ことが好ましい（請求項１７）。

また画像信号に関する処理を行うべき第一の受信素子が画像信号の受信の終了を知らせる終了信号を、画像信号に関する処理を行うべき第ニの受信素子に送信し、画像信号に関する処理を行うべき第ニの受信素子は終了信号を開始の指示とみなし、画像信号に関する処理を行うべき第ニの受信素子の画像信号受信が開始される、ことが好ましい（請求項１８）。
また画像信号に関する処理を行うべき第一の受信素子が画像信号の受信の終了を知らせる終了信号を、画像信号に関する処理を行うべき第ニの受信素子に送信する通信経路は、最短の経路である、ことが好ましい（請求項１９）。
また最短の経路は、直接通信が可能な経路である、ことが好ましい（請求項２０）。

また撮像手段は、カプセル内視鏡に備えられる、ことが好ましい（請求項２１）。

画像信号の処理を分散して複数の受信素子で行うことにより、画像を受信し処理する２Ｄ−ＤＳＴ素子１個当たりの負荷が低減されるので、素子に要求される信号処理能力を低く設定することができる。従って小型・安価な素子を用いて２Ｄ−ＤＳＴ回路を構成することが可能となる。

図1は、２Ｄ−ＤＳＴ回路の外観構成を示す図である。２Ｄ−ＤＳＴ回路３００は、柔軟な素材により構成された第１導電層１１および第２導電層１３と、2次元に配列された複数の２Ｄ−ＤＳＴ素子１００とを備える。本実施形態では、複数の２Ｄ−ＤＳＴ素子１００は２枚の導電層１１および１３によって挟持されている。各２Ｄ−ＤＳＴ素子１００は、この２枚の導電層１１および１３に電気的に接続される。
本実施形態では導電層１１および１３は、単層構造を有しているが、多層構造を有していてもよい。また、本実施形態では各導電層は二次元的に一面に広がった構成を有している。図1では、２Ｄ−ＤＳＴ素子１００が挟持されていることを説明するために、導電層１１と導電層１３とを開いた状態が示されている。

図２は、カプセル内視鏡１０と２Ｄ−ＤＳＴ回路３００とを備える内視鏡システム１０００の構成を表すブロック図である。２Ｄ−ＤＳＴ回路３００は、カプセル内視鏡の画像信号を受信する。図２は、図１を模式的に表した図で回路の詳細を示す図であり、図１には図示されていないアンテナ２、制御部７が図示されている。カプセル内視鏡１０は、画像を撮像する撮像部１を備える。２Ｄ−ＤＳＴ回路３００は、画像信号受信部３０、中継素子Ｔ、制御部７を備える。画像信号受信部３０は、アンテナ２、受信素子Ｓを備える。２Ｄ−ＤＳＴ素子１００は、メモリ部４、処理部５、通信部６を備える。２Ｄ−ＤＳＴ素子１００は、画像信号８の処理をする受信素子Ｓと、受信素子Ｓで処理された信号を伝送する中継素子Ｔに分けられる。

撮像部１は、画像を撮像し、その画像信号８を無線送信する。その画像信号８は、受信手段であるアンテナ２により受信される。本実施形態では、アンテナ２は受信素子Ｓの処理部５に接続されている。このような構成に替えて、アンテナ２は受信素子Ｓ自体に内蔵されていても良い。なお、本実施形態は、画像信号８の伝送が無線式で行われる場合の例であるが、本発明はこのような例に限定されない。例えば、画像信号８の伝送が有線式で行われるような場合にも本発明を適用することができる。受信された画像信号８は処理部５で処理され、処理後データ９として通信部６から送信される。通信部６から伝送された処理後データ９は、中継素子Ｔによって２Ｄ−ＤＳＴ回路３００に接続された制御部７に伝送される。この制御部７は近隣の２Ｄ−ＤＳＴ素子１００と２Ｄ−ＤＳＴ通信が可能である。また、制御部７は、２Ｄ−ＤＳＴ回路３００の制御をする機能を持つと共に、電源部、制御用プログラムや画像データ等の記憶部、外部へ画像情報等を出力するインターフェイス部としての機能を持っている。制御部７が有するインターフェイス部の使用例としては、制御部７を外部のコンピュータに有線または無線接続して映像を伝送することがあげられる。

次に受信素子Ｓのメモリ４、通信部６、処理部５について説明する。メモリ部４は、通信機能や他の機能を実現するために必要な情報を予め記憶し、また必要に応じて順次記憶していく。通信部６は、他の２Ｄ−ＤＳＴ素子との間で信号の送受を行う。処理部５は、画像信号の処理を行うと共に、２Ｄ−ＤＳＴ素子の通信機能を制御する。具体的に処理部５は、周囲の信号の監視、受信信号の解析や、送信信号の生成および信号の送信タイミングなど他の２Ｄ−ＤＳＴ素子との間の信号伝達に関する行為を自発的に行うことが好ましい。また、処理部５は、センサ機能や演算機能など通信機能以外の他の機能を実現してもよい。

図３（ａ）は、図１及び図２に示される画像信号を受信する部分の２Ｄ−ＤＳＴ回路３００の概略断面図である。図３（ａ）では、図1及び図２に図示されていないセンサモジュールC、Ｉ／Ｏ部１２が図示されている。画像信号受信部３０は、アンテナ２、センサモジュールC、受信素子Ｓを備える。受信素子Ｓは、センサモジュールCとの接続を行うＩ／Ｏ部１２を備える。受信素子Ｓは、２Ｄ−ＤＳＴ回路３００の層に挟持され、Ｉ／Ｏ部１２を介してアンテナ２が接続されたセンサモジュールCに接続されている。本実施形態では、アンテナ２とセンサモジュールCの接続方法は、センサモジュールCにアンテナ２を外部接続する方法がとられている。このような構成に替え、アンテナ２はモジュールC内に組み込まれていても良い。

図３（ｂ）は、画像信号受信部３０の制御に着目した概略図である。センサモジュールCは、図３（ａ）では図示されていない信号受信部３１、処理部３２、メモリ部３３を備える。受信素子Ｓは、メモリ部４、処理部５、通信部６、Ｉ／Ｏ部１２を備える。アンテナ２で受信された画像信号は順に、信号受信部３１、処理部３２、Ｉ／Ｏ部１２を経由して受信素子Ｓの処理部５に伝達される。なお本実例では、センサモジュールCを介してアンテナ２と受信素子Ｓが接続されているが、センサモジュールの機能を含んだ受信素子にアンテナを直接接続してもよい。また本実施例では、センサモジュールCに接続されるセンサはアンテナとなっているが、用途に応じて他のセンサを接続しても良い。
図３（ｃ）は、図３（ａ）の２Ｄ−ＤＳＴ回路３００を上方向から見た概略図である。一つのアンテナ２に接続された一つのセンサモジュールCは、一つの受信素子Ｓに接続されている。アンテナ２と受信素子Ｓの間には、センサモジュールCが存在するが、図３（ｃ）では省略して表示している。

図８は、２Ｄ−ＤＳＴ回路３００において複数の受信素子により画像信号を受信する場合の構成の一例を表す図である。画像信号受信部３０はアンテナ２、受信素子Ｓ、図示されていないセンサモジュールCを備える。また図1では記載されていなかった一つのアンテナ２が一つの受信素子Ｓに接続された複数の画像信号受信部３０が示されている。図８は図２から画像信号受信部３０の数を複数にしたものであるのでその他の説明は省略する。

次に、制御部７が受信設定から映像信号の受信開始までに行う制御（受信設定処理）をフローチャートを用いて説明することにする。図１１は、受信設定処理のフローチャートである。本受信設定処理が開始されると、順次受信強度分布測定（ＳＴＥＰ１）、受信素子選択（ＳＴＥＰ２）、中継素子選択（ＳＴＥＰ３）、通信経路設定（ＳＴＥＰ４）、受信ローテーション設定（ＳＴＥＰ５）が行われ受信が開始される。

図１１の受信設定処理に先立ち、受信素子の選択方法、数等の設定が行われる。受信設定処理が開始されると、まず、サンプリングとして受信強度分布測定が行われ、その結果により受信素子の選択が行われる（ＳＴＥＰ１）。ここでサンプリングとは、撮像部からの画像信号８を２Ｄ−ＤＳＴ回路３００上の全ての受信素子Ｓが受信し、その信号が制御部７に集積されることである。次に２Ｄ−ＤＳＴ回路３００上に多数存在する受信素子Ｓの中から、受信する強度を基にして実際に画像信号８を処理する２個以上の受信素子Ｓが選択される（ＳＴＥＰ２）。次に信号を伝達する中継素子の選択がされる。２Ｄ−ＤＳＴ回路３００上に多数存在する中継素子Ｔの中から、前述の選択された受信素子Ｓと直接通信可能である１個以上の中継素子Ｔが選択される（ＳＴＥＰ３）（本願明細書において、直接通信とは例えば、特開平２００３−１８８８８２号公報に記述されているような１次通信素子間の通信や、３次通信素子がその有効通信距離にある通信素子にデータ送信をする通信等の意味を持つ）。そして選択された中継素子Ｔと制御部７との最短経路が設定される（ＳＴＥＰ４）。この経路の決定法は、特開平２００３−１８８８８２号公報に開示されている方法に従う。その後選択された受信素子Ｓに対して、受信ローテーションの順番を決める（ＳＴＥＰ５）。ローテーションの順番に従い、受信した画像信号の処理を時分割（フィールドｏｒライン単位）で、各受信素子Ｓに分散処理させた後、分割された処理後データ９は、中継素子Ｔによって制御部７に伝送される。なお各画像信号処理は時系列で行なわれ、他の受信素子Ｓがデータの送信を行っている間に画像信号処理が行われる。

上記のように複数の受信素子Ｓにより、画像信号８を時系列に分割受信、分割処理を行うことにより、一つの受信素子Ｓの負荷を減らし、小型・安価な素子を用いて２Ｄ−ＤＳＴ回路を構成することが可能となる。

次に、図１１の受信素子選択（ＳＴＥＰ２）に相当する、画像信号８を処理する受信素子Ｓの選択方法を詳しく説明する。図５は、図１１の受信素子選択（ＳＴＥＰ２）の方法を説明する図である。受信素子２０は、最強の受信強度をもつ素子を示す。破線２１で囲まれた範囲は最強の受信強度をもつ受信素子２０の周辺の範囲を示す。２Ｄ−ＤＳＴ回路３００には、アンテナ２と受信素子Ｓが１対１で接続する画像信号受信部３０がマトリックス状に多数配置されている。この条件でサンプリングとして受信強度分布測定が行われる。具体的には、撮像部からの画像信号８を２Ｄ−ＤＳＴ回路３００上の全ての受信素子Ｓが受信し、その信号が制御部７に集積されることが行われる。そして制御部７で最強の受信強度をもつ受信素子２０の選定が行われる。こうして最初の実際に画像信号８を処理する受信素子Ｓには最強の受信強度をもつ受信素子２０が選定される。次に最強の受信強度をもつ受信素子２０の周辺の受信素子Ｓから所定の個数、方法で、２番目以降の実際に画像信号８を処理する受信素子Ｓが選定される。所定の個数、方法は、本発明の２Ｄ−ＤＳＴ回路３００を使用する者が自由に設定可能である。２番目以降の画像信号８を処理する受信素子Ｓの選択方法としては、受信強度の順番で選択する方法がある。上記のように画像信号８を処理する受信素子Ｓを選択することにより、常に最強の受信強度をもつ受信素子Ｓを含む画像信号８を処理する複数の受信素子Ｓにより画像信号８を取得することが可能となる。

なお２番目以降の実際に画像信号８を処理する受信素子Ｓの選定方法としては、最強の受信強度をもつ受信素子２０から直接通信可能な受信素子Ｓが所定の個数、方法で選定されても良い。

次に、図１１の受信素子選択（ＳＴＥＰ２）に相当する、別の画像信号８を処理する受信素子Ｓの選択方法について説明する。図６は、図１１の受信素子選択（ＳＴＥＰ２）の方法を説明する図である。受信素子２２は、画像信号８を処理する受信素子Ｓを示す。破線２３で囲まれた範囲は一定レベル以上の受信強度をもつ受信素子Ｓの範囲を示している。まずサンプリングとして受信強度分布測定が行われる（ＳＴＥＰ１）。具体的には、撮像部１からの画像信号８を２Ｄ−ＤＳＴ回路３００上の全ての受信素子Ｓが受信し、その信号が制御部７に集積されることが行われる。そして制御部７で一定レベル以上の受信強度をもつ受信素子Ｓの選定が行われる。次に一定レベル以上の受信強度をもつ受信素子Ｓの中から所定の個数、方法で、実際に画像信号８を処理する受信素子Ｓが決定される（ＳＴＥＰ２）。所定の個数、方法は、本発明の２Ｄ−ＤＳＴ回路３００を使用する者が自由に設定可能である。所定の方法としては、例えばカプセル内視鏡が図上の左側にあることが明らかな場合は、図面左側からＳ２２、Ｓ３２、Ｓ４２を選択する方法。もしくは選択範囲の中央にあるものから順番に選択する方法、強度順に選択する方法等がある。

次に、図１１の受信素子選択（ＳＴＥＰ２）に相当する、また別の画像信号８を処理する受信素子Ｓの選択方法について説明する。図７は、図１１の受信素子選択（ＳＴＥＰ２）の方法を説明する図である。受信素子２５は、画像信号８を処理する受信素子Ｓを示す。制御部７は、受信設定前に２Ｄ−ＤＳＴ素子Ｓを所定の数毎に分割し複数のブロックを生成する。破線２４で囲まれた範囲は、一つのブロックを示す。一つのブロックは、複数の受信素子Ｓから構成され２Ｄ−ＤＳＴ回路３００上に多数配置されている。一つのブロックを構成する受信素子Ｓの数は全てのブロックで同じ数となっているが、一つのブロックは異なる数で構成されても良い。また一つのブロックを構成する受信素子Ｓの数は、自由に設定可能である。

まずサンプリングとして受信強度分布測定が行われる（ＳＴＥＰ１）。具体的には、撮像部からの画像信号８を２Ｄ−ＤＳＴ回路３００上の全ての受信素子Ｓが受信し、その信号が制御部７に集積されることが行われる。そして制御部７でブロック毎の受信強度の平均値の算出が行われる。次に平均値の最も高いブロックを選定し、そのブロックを構成する全てもしくは一部の受信素子Ｓが、画像信号８を処理する受信素子Ｓとして選定される。（ＳＴＥＰ２）
別の方法としては、各ブロックに含まれる受信素子の内、受信強度の最小値が所定のレベル以上であるブロックを選定し、前記条件を満たすブロックが複数の場合、その中で受信強度のバラツキが最も小さいブロック、具体的には、受信強度の最大値と最小値の差、または標準偏差の小さいブロックを選定し、そのブロックを構成する全てもしくは一部の受信素子Ｓが、画像信号８を処理する受信素子Ｓとして選定される。（ＳＴＥＰ２）

次に、一つのアンテナに複数の受信素子Ｓが接続されている場合について説明する。図４（ａ）は、画像信号を受信する部分の一つのアンテナに複数の受信素子Ｓが接続された２Ｄ−ＤＳＴ回路４００の概略断面図である。画像信号受信部４０は、アンテナ４２、センサモジュールC、受信素子Ｓを備える。受信素子Ｓは、センサモジュールCとの接続を行うＩ／Ｏ部１２を備える。一つのアンテナ４２は複数のセンサモジュールCに接続され、複数のセンサモジュールCはＩ／Ｏ部１２を介してそれぞれ一つの受信素子Ｓに接続されている。図４（ａ）の構成は、図３（ａ）の構成に対して、一つのアンテナに複数の受信素子Ｓが接続されたものに対応するのでその他の説明は省略する。

図４（ｂ）は、画像信号受信部４０の制御に着目した概略図である。一つのアンテナ２は複数のセンサモジュールCに接続されている。その他の構成は図３（ｂ）とほぼ同じであるので説明は省略する。

図４（ｃ）は、図４（ａ）の２Ｄ−ＤＳＴ回路４００を上方向から見た概略図である。一つのアンテナ４２は、複数の受信素子Ｓに接続され、アンテナ４２は２Ｄ−ＤＳＴ回路４００に多数存在している。このとき一つのアンテナ４２に接続される受信素子Ｓの数は、各アンテナ毎に同じ数となっているが、各アンテナ毎に異なる数としても良い。この一つのアンテナ４２に接続された複数の受信素子Ｓによって、画像信号８を時系列に分割受信、分割処理を行う。
上記構成では複数の受信素子に対して１つのアンテナが接続されるので、アンテナの面積を大きくすることができ、受信感度を高くすることができる。
また上記構成では一つのアンテナ４２により画像信号８が受信されているので、同じ画像信号８を分割でき、整合性の高い画像の提供が可能となる。詳しく説明すれば、一つのアンテナ２に一つの受信素子Ｓが接続されている場合には、制御部７で結合される画像信号は複数の異なるアンテナで受信された受信強度の異なる信号を結合した信号になる。それに対して一つのアンテナ４２に複数の受信素子Ｓが接続されている場合には、制御部７で結合される画像信号は一つのアンテナ４２により受信された信号を分割したものであるので受信強度が均一であり、制御部７で結合したときに画像信号の整合性は高いと考えられる。
一方、一つのアンテナに対して一つの受信素子を接続する構成では、アンテナの面積が制限され、受信感度の点で若干不利になるが、受信強度分布の測定分解能、基板配置の自由度、柔軟性の点で有利となる。
したがって、用途によってアンテナ構成を使い分けてもよい。

図９は、図４に対応する、一つのアンテナに複数の信号処理２Ｄ−ＤＳＴ素子が接続された２Ｄ−ＤＳＴ回路４００の概略図である。画像信号受信部４０はアンテナ４２、受信素子Ｓ、図示されていないセンサモジュールCを備える。図９は図２から画像信号受信部４０の数を複数にし、アンテナ２に接続される受信素子Ｓを複数にしたものであるのでその他の説明は省略する。

次に一つのアンテナ４２に複数の受信素子Ｓを接続した場合の、アンテナ４２の選択方法について説明する。まずサンプリングとして受信強度分布測定が行われる（ＳＴＥＰ１）。具体的には、撮像部からの画像信号８を２Ｄ−ＤＳＴ回路４００上の全てのアンテナ４２が受信し、その信号が制御部７に伝送されることが行われる。そして制御部７で強度分布の測定が行われる。その結果最も受信強度が強いアンテナ４２が選択され、そのアンテナ４２に接続された全てもしくは一部の受信素子Ｓが、画像信号８を処理する受信素子Ｓとして選択される（ＳＴＥＰ２）。そして中継素子選択（ＳＴＥＰ３）、通信経路設定（ＳＴＥＰ４）、受信ローテーション設定（ＳＴＥＰ５）が行われ、選択された受信素子Ｓによって画像信号８を時系列に分割受信、分割処理を行う。
別の方法として、（ＳＴＥＰ１）で測定したアンテナの受信強度の内、一定強度以上の物が複数ある場合には、その中の任意のアンテナを選択してもよい（ＳＴＥＰ２’：図示しない）。

図１０は、本発明の画像信号８を処理する受信素子Ｓと中継素子Ｔの動作を表すタイミングチャートである。図１０のタイミングチャートは、図１１に示された一連の制御が終了後の受信素子Ｓと中継素子Ｔの動作に対応している。１サイクルの画像信号は、画像信号８を処理する受信素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５により時系列に分割され処理されている。また受信素子Ｓの一つのローテーションは、受信素子Ｓ１から始まりＳ５で終了する。その分割処理された処理後データ９は、中継素子Ｔ１が受信し順次Ｔ２、Ｔ３へと伝送をしている。ここで時分割された画像信号は、映像の１フレーム分の画像信号、映像のNフレーム分の画像信号（Nは整数）、映像の１ライン分の画像信号、映像のNライン分の画像信号（Nは整数）等の、任意に選択でき管理しやすい単位が望ましい。

受信素子Ｓの処理課程は、処理部５が画像信号８を受信する画像信号受信２１と、処理部５が受信した画像信号８を処理する受信データ処理２２と、通信部６が処理部５で処理された画像信号８を処理後データ９として送信するデータ送信２３と、時間調整をする待機２４を有する。ここでの受信データ処理２２には、画像信号の処理、例えばＣＣＤ信号の映像信号への変換や、画像データの圧縮等の処理がある。受信素子Ｓの処理課程は、画像信号受信２１から始まり、受信データ処理２２、データ送信２３が始まるまでの待機２４、データ送信２３、へと連続的に続き、次の画像信号受信２１が始まるまで待機２４で１つの受信素子の処理が終了する。また１サイクルは、受信素子Ｓ１の画像信号受信から始まり、最後の受信素子であるＳ５の画像信号受信で終了する。

図１０と図１２を用いて、図１１の一連の処理の後に行われる、受信素子Ｓが同期信号を受信することにより、画像信号受信を開始することを説明する。図１０において、下向きの破線矢印は画像信号に含まれる同期信号の同期部分の受信素子Ｓへの入力を意味し、上向きの実線矢印は中継素子Ｔ１から受信素子Ｓへの処理後データ９の送信許可の信号を意味し、下向きの実線矢印は受信素子Ｓから中継素子Ｔ１への処理後データ９の送信を意味する。図１２（ａ）は、受信素子Ｓが同期信号を受信することにより画像信号受信を開始する場合の受信素子Ｓのフローチャートを示す。図１２（ｂ）は、受信素子Ｓが同期信号を受信することにより画像信号受信を開始する場合の中継素子Ｔのフローチャートを示す。

ここで図１２（ａ）のフローにそって受信素子Ｓ１を例にとり説明を行う。２Ｄ−ＤＳＴ回路の図１１に示される一連の処理が終了すると、受信素子Ｓ１は画像信号８に付随している同期信号の同期部分の順番ｔ１，ｔ２，．．．ｔｎのカウントを始める（ＳＴＥＰ１１）。この時受信素子Ｓ１が受信素子Ｓ１に割り当てられている同期部分ｔ１、ｔ６、ｔ１１（図１０の信号ａ参照）の信号の受信をすると（ＳＴＥＰ１２）、受信素子Ｓ１は画像信号受信２１を開始する（ＳＴＥＰ１３）。受信素子Ｓ１は画像信号受信２１が終了後に受信データ処理２２を始め、終了後に待機２４にはいる。この状態で中継素子Ｔ１からの処理後データ９の送信許可の信号を待つ（ＳＴＥＰ１４）。この受信素子Ｓ１への送信許可の信号は、本実施例では受信素子Ｓ１の一つ前の受信素子Ｓ５の処理後データ９を中継素子Ｔ１が受信し中継素子Ｔ２に送信終了したのちに、中継素子Ｔ１から受信素子Ｓ１へ送信される（ＳＴＥＰ１５）（ＳＴＥＰ２２、図１２（ｂ）参照）。中継素子Ｔ１からの処理後データ９の送信許可の信号（図１０の信号ｂ参照）を受け取ったのち、受信素子Ｓ１はデータ送信２３（図１０の信号ｃ参照）を中継素子Ｔ１に行う（ＳＴＥＰ１６）。なおローテーション一巡目に関しては、中継素子Ｔ１からの処理後データ９の送信許可の信号を待たずに処理後データ９の送信を行う。

次に図１２（ｂ）のフローの説明をＳ１、Ｓ２、Ｔ１を例にとり簡単に行う。まず中継素子Ｔ１は受信素子Ｓ１に処理後データ９の送信許可の信号を送信する（ＳＴＥＰ２１）。次に送信許可の信号を受信した受信素子Ｓ１は中継素子Ｔ１に処理後データ９を送信する（ＳＴＥＰ２２）。次に中継素子Ｔ１は中継素子Ｔ２に受信素子Ｓ１の処理後データ９を送信する（ＳＴＥＰ２３）。その後中継素子Ｔ１は受信素子Ｓ２に処理後データ９の送信許可の信号を送信する（ＳＴＥＰ２４）。中継素子Ｔ１では、この一連の処理が連続的に繰り返して行われている（ＳＴＥＰ２４〜ＳＴＥＰ３２）。

次に、画像信号受信の許可に関する別の例について、図１３と図１４を参照して説明する。図１３、１４に示す例では、中継素子Ｔにより画像信号受信の開始の許可が出される。図１３は、中継素子Ｔにより画像信号受信の開始の許可が出される場合の、画像信号８を処理する受信素子Ｓと中継素子Ｔの動作を表すタイミングチャートである。図１３において、上向きの破線矢印は中継素子Ｔ１から受信素子Ｓに送信する画像信号受信の許可信号を意味する。その他の矢印は、図１０における矢印と同じ意味を持つ。図１４（ａ）は、中継素子Ｔにより画像信号受信の開始の許可が出される場合の受信素子Ｓのフローチャートを示す。図１４（ｂ）は、中継素子Ｔにより画像信号受信の開始の許可が出される場合の中継素子Ｔのフローチャートを示す。

ここで図１４（ａ）のフローにそって受信素子Ｓ１を例にとり説明を行う。２Ｄ−ＤＳＴ回路の図１１に示される一連の処理が終了すると、受信素子（Ｓ１〜Ｓ５）はローテーション一巡目（同期信号ではt１〜ｔ５に相当）は、同期信号を受信することにより画像信号受信２１を開始する。受信素子Ｓ１は画像信号受信２１、受信データ処理２２を終了の後、一回目の処理後データ９（図１３の信号ｆ参照）の送信を中継素子Ｔ１に送信し待機状態となり、中継素子Ｔ１からの画像信号受信の開始許可信号を待つ（ＳＴＥＰ４１）。一方中継素子Ｔ１は、受信素子Ｓ１からの処理後データ９（図１３の信号ｆ参照）の受信を終えた後、中継素子Ｔ２に受信素子Ｓ１の処理後データ９を送信し（図１３の信号ｇ参照）、その送信が終了したのち受信素子Ｓ１に画像信号受信の開始許可信号（図１３の信号ｅ参照）を送信する。画像信号受信の開始許可信号（図１３の信号ｅ参照）を受信した受信素子Ｓ１は、同期信号の検出を行い（ＳＴＥＰ４２）、同期部分の入力（ｔｎ）があり次第、画像信号受信を開始する（ＳＴＥＰ４３）。この後の処理は、前述した同期信号により画像信号受信の開始が指示される場合と同様である。また類似形として受信素子Ｓ１の画像信号受信終了の信号を中継素子Ｔ１が受け取り、直ちに受信素子Ｓ２に画像信号受信の開始指示の信号を送信する形態もある。

次に図１４（ｂ）のフローの説明をＳ１、Ｓ２、Ｔ１を例にとり簡単に行う。まず中継素子Ｔ１は受信素子Ｓ１に画像信号受信の開始許可信号を送信する（ＳＴＥＰ５１）。次に中継素子Ｔ１は受信素子Ｓ２に処理後データ９の送信許可信号を送信する（ＳＴＥＰ５２）。次に送信許可信号を受信した受信素子Ｓ２は中継素子Ｔ１に処理後データ９を送信する（ＳＴＥＰ５３）。次に中継素子Ｔ１は中継素子Ｔ２に受信素子Ｓ２の処理後データ９を送信する（ＳＴＥＰ５４）。その後中継素子Ｔ１は受信素子Ｓ２に画像信号受信の開始許可信号を送信する（ＳＴＥＰ５５）。中継素子Ｔ１では、この一連の処理が連続的に繰り返して行われている（ＳＴＥＰ５５〜ＳＴＥＰ６２）。

次に、画像信号受信の許可に関する更に別の例について、図１５と図１６を参照して説明する。図１５、１６に示す例では、受信素子Ｓにより画像信号受信の開始の許可が出される。図１５は、受信素子Ｓにより画像信号受信の開始の許可が出される場合の、画像信号８を処理する受信素子Ｓと中継素子Ｔの動作を表すタイミングチャートである。図１５において、下向きの破線矢印は受信素子Ｓｎから受信素子Ｓｎ＋１に送信される画像信号受信の終了を知らせる信号である。その他の矢印は下向きの破線矢印を除いて、図１０における矢印と同じ意味を持つ。図１６（ａ）は、受信素子Ｓにより画像信号受信の開始の許可が出される場合の受信素子Ｓのフローチャートを示す。図１６（ｂ）は、受信素子Ｓにより画像信号受信の開始の許可が出される場合の中継素子Ｔのフローチャートを示す。

ここで図１６（ａ）のフローにそって受信素子Ｓ１、Ｓ２を例にとり説明を行う。２Ｄ−ＤＳＴ回路３００の図１１に示される一連の処理が終了すると、受信素子Ｓ１の一回目の画像信号受信２１はすぐに始められる（ＳＴＥＰ７１）。画像信号受信２１が終わると同時に次の受信素子Ｓ２に、画像信号受信２１終了の信号（図１５の信号ｈ参照）を送信する（ＳＴＥＰ７２）。画像信号受信２１終了の信号を受信した受信素子Ｓ２は、その信号を画像信号受信の開始の信号とし認識して画像信号受信２１を始める（ＳＴＥＰ７３）。この後の処理は、前述した同期信号により画像信号受信の開始が指示される場合と同様である。このとき受信素子Ｓ１からＳ２への信号送信、言い換えればＳｎからＳｎ+１への信号送信は、直接通信可能な経路で伝送されることが好ましい。なお図１６（ｂ）のフローは、図１２（ｂ）と全く同じであるので説明を省略する。

以上説明した本発明の実施形態については、様々な変形例を考えることができる。例えば、２Ｄ−ＤＳＴ回路３００において２Ｄ−ＤＳＴ素子１００は、その全てが画像を受信する機能（すなわち、画像信号受信部３０としての機能）を有していても良い。この場合、図１１に示したアルゴリズムにより選択された受信素子以外の素子の一部が中継素子として機能することになる。

本実施形態では、映像を撮像する部分はカプセル内視鏡の撮像部を想定し、撮像部からの映像を受信する柔軟な素材により構成された２Ｄ−ＤＳＴ回路は、人間が身につける着衣状（ジャケット状、腹巻状、リストバンド状の物等も含む）の物を想定している。またカプセル内視鏡は人間の体内を移動し、その撮像部は順次画像をアンテナに送信する。そのカプセル内視鏡は人間の体内のある場所に静止し画像信号を送信し、その画像信号は人間が装着している２Ｄ−ＤＳＴ回路を備えたジャケットに接続されたアンテナで受信されるものとする。またカプセル内視鏡の信号は、光、超音波を使用しても良い。

は、２Ｄ−ＤＳＴ回路の外観構成を示す図である。 は、内視鏡の画像信号を受信する２Ｄ−ＤＳＴ回路３００の概略図である。 図３（ａ）は、図１及び図２に示される画像信号を受信する部分の２Ｄ−ＤＳＴ回路３００の概略断面図であり、図３（ｂ）は、画像信号受信部３０の制御に着目した概略図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）の２Ｄ−ＤＳＴ回路３００を上方向から見た概略図である。 図４（ａ）は、画像信号を受信する部分の一つのアンテナに複数の受信素子Ｓが接続された２Ｄ−ＤＳＴ回路４００の概略断面図であり、図４（ｂ）は、画像信号受信部４０の制御に着目した概略図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）の２Ｄ−ＤＳＴ回路４００を上方向から見た概略図である。 は、図１１の受信素子選択（ＳＴＥＰ２）の方法を説明する図である。 は、図１１の受信素子選択（ＳＴＥＰ２）の方法を説明する図である。 は、図１１の受信素子選択（ＳＴＥＰ２）の方法を説明する図である。 は、複数の受信素子により画像信号を受信する２Ｄ−ＤＳＴ回路３００の概観構成を示す図である。 は、図３に対応した、一つのアンテナに複数の信号処理２Ｄ−ＤＳＴ素子が接続された２Ｄ−ＤＳＴ回路４００の概略図である。 は、本発明の画像信号８を処理する受信素子Ｓと中継素子Ｔの動作を表すタイミングチャートである。 は、本発明による２Ｄ−ＤＳＴ回路３００の受信設定から受信開始までのフローチャートである。 図１２（ａ）は、受信素子Ｓが同期信号を受信することにより画像信号受信を開始する場合の受信素子Ｓのフローチャートを示し、図１２（ｂ）は、受信素子Ｓが同期信号を受信することにより画像信号受信を開始する場合の中継素子Ｔのフローチャートを示す。 は、中継素子Ｔにより画像信号受信の開始の許可がだされる場合の、画像信号８を処理する受信素子Ｓと中継素子Ｔの動作を表すタイミングチャートである。 図１４（ａ）は、中継素子Ｔにより画像信号受信の開始の許可がだされる場合の受信素子Ｓのフローチャートを示し、図１４（ｂ）は、中継素子Ｔにより画像信号受信の開始の許可がだされる場合の中継素子Ｔのフローチャートを示す。 は、受信素子Ｓにより画像信号受信の開始の許可がだされる場合の、画像信号８を処理する受信素子Ｓと中継素子Ｔの動作を表すタイミングチャートである。 図１６（ａ）は、受信素子Ｓにより画像信号受信の開始の許可がだされる場合の受信素子Ｓのフローチャートを示し、図１６（ｂ）は、受信素子Ｓにより画像信号受信の開始の許可がだされる場合の中継素子Ｔのフローチャートを示す。

符号の説明

１ 撮像部
２ アンテナ
４ メモリ部
５ 処理部
６ 通信部
７ 制御部
８ 画像信号
９ 処理後データ
１０ カプセル内視鏡
１１ 導電層
１２ Ｉ／Ｏ部
１３ 導電層
３０ 画像信号受信部
３００ ２Ｄ−ＤＳＴ回路
１０００ 内視鏡システム

Claims (21)

1. 撮像した被写体の画像信号を無線により送信する撮像手段から前記画像信号を受信する信号受信手段と、
   ２次元拡散信号伝送基板上に２次元的に配置された複数の２次元拡散信号伝送素子と、
   を備える画像信号処理装置であって、
   前記複数の２次元拡散信号伝送素子の内の少なくとも一部は、前記信号受信手段に接続され、且つ、前記信号受信手段を介して受信した前記画像信号に関する画像処理を行う為の処理部を有する受信素子として構成され、
   前記複数の受信素子のうち、前記画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子が、前記信号受信手段により受信される画像信号の強度に基づいて選択され、
   前記選択された複数の受信素子は、前記画像信号に関する処理を分散処理し、
   前記分散処理されたデータが前記２次元拡散信号伝送基板上の複数の２次元拡散信号伝送素子による所定の伝送経路を経て伝送されること、
   を特徴とする画像信号処理装置。
2. 前記信号受信手段は複数存在し、
   一つの前記信号受信手段は、一つの前記受信素子に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置。
3. 前記受信素子は、前記画像信号処理装置内でマトリックス状に配列され、前記画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、受信した画像信号の強度が最も強い受信素子と、前記受信した画像信号の強度が最も強い受信素子の周辺にある１個以上の受信素子とが選択される、
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像信号処理装置。
4. 前記画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、受信した画像信号の強度が最も強い受信素子と、前記受信した画像信号の強度が最も強い受信素子と直接通信可能な距離内にある１個以上の受信素子とが選択される、
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像信号処理装置。
5. 前記画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、所定の受信強度以上の範囲から２個以上の受信素子が選択される、
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像信号処理装置。
6. 前記画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、受信素子を所定の数に分割したブロックの中で、受信強度の平均値が最も高いブロックの受信素子が選択される、
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像信号処理装置。
7. 前記画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、受信素子を所定の数に分割したブロックの中で、受信強度の最小値が所定の強度以上であるブロックの内、最も受信強度のバラツキの小さいブロックの受信素子が選択される、
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像信号処理装置。
8. 前記信号受信手段は１個以上存在し、
   一つの信号受信手段は、２個以上の前記受信素子に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
9. 前記画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、前記信号受信手段の中で受信した画像信号の強度が最も強い信号受信手段に接続された受信素子が選択される、
   ことを特徴とする請求項８記載の画像信号処理装置。
10. 前記画像信号に関する処理を行うべき複数の受信素子としては、前記信号受信手段の中で、受信強度が所定の強度以上である信号受信手段の中から任意に選択された信号受信手段に接続された受信素子である、
    ことを特徴とする請求項８記載の画像信号処理装置。
11. 前記複数の２次元拡散信号伝送素子の内の少なくとも一部は、データ通信を行なう為の通信部を更に有し、
    前記画像信号に関する分散された処理は、前記処理部が前記画像信号を受信する画像信号受信と、前記処理部が受信した前記画像信号を処理する受信データ処理と、前記通信部が前記処理部で処理された処理後データを送信するデータ送信を有する、
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の画像信号処理装置。
12. 前記画像信号に関する分散された処理は、前記画像信号受信から始まり, 前記信号データ処理、前記データ送信、へと続く、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像信号処理装置。
13. 前記画像信号に関する分散された処理は、時間調整をする待機を有する、
    ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の画像信号処理装置。
14. 前記画像信号受信は、前記画像信号に関する処理を行うべき受信素子が前記画像信号に含まれる同期信号を受信することによりはじまる、
    ことを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の画像信号処理装置。
15. 前記画像信号処理装置は、前記同期信号の同期部分に番号を付番する制御部を備え、前記画像信号を処理する受信素子は前記同期部分の番号を基準として、前記画像信号受信を開始する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像信号処理装置。
16. 前記画像信号処理装置は、前記画像信号に関する処理を行うべき受信素子に前記画像信号受信の開始を許可する信号を送信する中継素子を備え、
    前記画像信号に関する処理を行うべき受信素子は、前記画像信号受信の開始を許可する信号を受信した直後の前記同期部分を開始の指示とみなし、前記画像信号受信を開始する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像信号処理装置。
17. 前記画像信号受信の開始を許可する信号は、第一の中継素子が第二の中継素子に前記画像信号を処理する受信素子の前記処理後データを送信した後に、直前に第一の中継素子が送信した前記処理後データを生成した前記受信素子に、第一の中継素子から送信される、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の画像信号処理装置。
18. 前記画像信号に関する処理を行うべき第一の受信素子が画像信号の受信の終了を知らせる終了信号を、前記画像信号に関する処理を行うべき第ニの受信素子に送信し、前記画像信号に関する処理を行うべき第ニの受信素子は前記終了信号を開始の指示とみなし、前記画像信号に関する処理を行うべき第ニの受信素子の前記画像信号受信が開始される、
    ことを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の画像信号処理装置。
19. 前記画像信号に関する処理を行うべき第一の受信素子が画像信号の受信の終了を知らせる終了信号を、前記画像信号に関する処理を行うべき第ニの受信素子に送信する通信経路は、最短の経路である、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の画像信号処理装置。
20. 前記最短の経路は、直接通信が可能な経路である、
    ことを特徴とする請求項１９に記載の画像信号処理装置。
21. 前記撮像手段は、カプセル内視鏡に備えられる、
    ことを特徴とする請求項１から２０のいずれかに記載の画像信号処理装置。

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