JP6087037B1 - 画像データ伝送システム - Google Patents

Abstract

内視鏡２からビデオプロセッサ３に対して伝送される符号化されたシリアルデジタルデータに欠損等が生じて区切り位置がずれて復号化ができない場合であっても、復号化エラー検出部３６からの復号化エラー信号に基づいて通信送信部３７からエラー告知情報を内視鏡２における通信受信部２７に送信し、この情報を受けた制御コード挿入部２５は、エラーが生じたタイミングで同期用の制御コードを挿入するよう符号化部２３に指示する。

Description

本発明は、画像データ伝送システム、特に、撮像部から出力されるパラレルのデジタルデータをシリアルのデジタルデータに変換して伝送する画像データ伝送システムに関する。

従来、医療用分野及び工業用分野においては、被検体を観察する撮像素子を備えた内視鏡が広く用いられている。また、内視鏡に着脱自在に接続され、内視鏡に係る各種信号処理をビデオプロセッサと称する信号処理装置により担い、内視鏡システムを構成する技術も知られるところにある。

上述した如き内視鏡システムにおいては、近年、撮像素子として、たとえばＣＭＯＳイメージセンサを採用した内視鏡を有する内視鏡システムが提案されるに至っている。この種の内視鏡において採用されるＣＭＯＳイメージセンサは、光学系からの光を光電変換して電気信号を画像情報として出力するセンサ部（撮像部）と、センサ部が出力した電気信号に対してノイズ除去およびＡ／Ｄ変換を行うＡＦＥ部と、ＡＦＥ部が出力したパラレルのデジタル信号をパラレル／シリアル変換してシリアルのデジタルデータとして外部に送信するＰ／Ｓ変換部を備えるものが提案されている（日本国特開２０１４−０３３７８８号公報）。

また、上述の如きシリアルのデジタルデータを伝送する方式としては、いわゆる８Ｂ１０Ｂと称される高速シリアル伝送方式が知られている。この８Ｂ１０Ｂ伝送方式とは、８ビットのデータを１０ビットのデータに変換して伝送する方式であり、具体的には、８ｂｉｔのデータを１セットとして、１０ｂｉｔのワードデータに符号化し伝送するものである。

この８Ｂ１０Ｂ符号化伝送方式においては、受信側の復号化時にワードデータの区切りを見つけるために、通常の映像データ（Ｄコード）とは別に同期用のコード（Ｋコード）が併せて送信されるようになっている。

すなわち、受信側の復号化時に、まず、上述した同期用のコードを見つけ、ワードデータの区切りを見つける。そして、その区切り位置を用いて映像のデータを受け取るようになっている。

一方で、上述の如き内視鏡システムにおいては、内視鏡による被検体の観察・処置と並行して電気メス等を用いた処置が行われることがある。この場合、当該電気メス等による外乱ノイズの影響により、上述したシリアルデジタルデータの伝送時において、たとえば１ｂｉｔ分のデータを受信し損なう虞もあった。

また同様に外乱ノイズの影響により、シリアルデジタルデータにおける１ｂｉｔ分のデータを余分に（すなわち存在しないｂｉｔを）受信したと認識し、復号化の区切り位置がずれてしまう虞があった。

このような場合、受信側では区切り位置がずれているため映像データを正しく受信することができず、再度同期用のコードを受信して区切り位置を見つけ直すまで復号化に失敗し続けることとなる。

この状態においては、再度同期用のコードを受信するまではモニタに画像が表示されない、または、異常な画像が表示されることとなり、これは、品位が劣った画像を表示することを意味する。

換言すれば、電気メスの使用中に被写体の体内画像を観察することができない状況が発生する虞もあるため、復号化エラーが検出された際は、映像データを正しく送信する状態に早期に復帰することが望まれる。

この同期用のコードは、一般的には、起動時に埋め込まれるほか、１Ｖ（１垂直同期信号）に対して１回の割合である等、定期的に埋め込まれるようになっている。

したがって、同期用のコードの出現頻度を増やすことにより、区切り位置がずれてしまってから区切り位置の修正までの時間については短縮することができるものの、その分通常の画像データの送信量が減ってしまうという不具合が生じる虞があり、または、必要な送信量を確保するために伝送速度を上げる必要が生じるという弊害がある。

係る事情に対応して、日本国特許第５５４８０５４号明細書には、シリアルデータの受信側において復号化エラーとなった場合には、誤り訂正を行い、または、それでも訂正できないデータについては周囲画素で補間する技術が示されている。

一方、米国特許出願公開２０１３／００８３１７８号明細書には、復号化の区切り位置がずれてしまった場合には、同期用のコードが来るまで待たずに、同期用のコードではなく通常のデータ（Ｄコード）を用いて区切り位置を探索する技術について示されている。

上述した日本国特許第５５４８０５４号明細書に示す技術では、伝送データが化けて、１または複数のデータの復号に失敗した場合に表示される画像の品位を向上させることはできるが、上述の如き、外来ノイズ等により１ｂｉｔ受信し損なってしまう場合、または、１ｂｉｔ余分に受信したと認識してしまい復号化の区切り位置がずれてしまった場合に、データ転送の復帰時間を短縮したいという目的に対応することができない。

また、上述した米国特許出願公開２０１３／００８３１７８号明細書に記載の技術では、通常の制御コードを待つ方式よりも区切り位置の修正までの時間は短縮されるが、受信側に通常のデータで同期タイミングを検出するための専用の回路を要してしまうという問題がある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、外来ノイズ等により、符号化され伝送されるシリアルデジタルデータに不具合が生じ、復号化に支障が生じたとしても、より短時間でデータ伝送を復帰することができる画像データ伝送システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の画像データ伝送システムは、被写体を撮像して画像データを取得しパラレルデジタルデータを出力する撮像部から出力される前記パラレルデジタルデータに対して所定の符号化処理を施す符号化部と、前記符号化部において前記所定の符号化処理を施す際に前記撮像部から出力される前記パラレルデジタルデータに対して所定のタイミングで制御コードを挿入するよう指示する制御コード挿入部と、前記符号化部において前記所定の符号化処理が施された前記パラレルデジタルデータをシリアルデジタルデータに変換し送信するＰ／Ｓ変換部と、を有する画像データ送信装置と、前記画像データ送信装置から送信された前記シリアルデジタルデータを受信しパラレルデジタルデータに変換して出力するＳ／Ｐ変換部と、前記Ｓ／Ｐ変換部において変換され出力される前記パラレルデジタルデータから前記制御コードを検出する制御コード検出部と、前記制御コード検出部において検出する前記制御コードに応じて前記Ｓ／Ｐ変換部において変換され出力される前記パラレルデジタルデータに対して所定の復号化処理を施す復号化部と、前記復号化部における前記復号化処理の際に生じる復号化エラーを検出可能な復号化エラー検出部と、前記復号化エラー検出部において前記復号化エラーが検出された際、当該復号化エラーが検出されたことに係る告知情報を前記画像データ送信装置に送信する通信送信部と、を有する画像データ受信装置と、を具備し、前記画像データ送信装置は、前記通信送信部から前記告知情報を受信する通信受信部をさらに備え、前記制御コード挿入部は、前記通信受信部において前記告知情報を受信した際、当該告知情報を受信したタイミングに応じて前記撮像部から出力される前記パラレルデジタルデータに対して所定のタイミングで前記制御コードを挿入するよう前記符号化部に対して指示する。

図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムである内視鏡システムの構成を示した外観斜視図である。 図２は、第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムの概略構成を示したブロック図である。 図３は、第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムにおいて、復号化エラーが生じていないときの映像信号の伝送状態を示したタイミングチャートである。 図４は、第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムにおいて、復号化エラーが生じた場合に本願発明にかかる制御コードの挿入機能を用いないときの映像信号の伝送状態を示したタイミングチャートである。 図５は、第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムにおいて、復号化エラーが生じた場合に本願発明にかかる制御コードの挿入機能を用いて映像信号伝送が正常復帰する様子を示したタイミングチャートである。 図６は、第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムにおいて、８Ｂ１０Ｂに符号化されたシリアルデジタルデータの正常伝送時におけるデータ構造を示した図である。 図７は、第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムにおいて、８Ｂ１０Ｂに符号化されたシリアルデジタルデータのエラー発生時におけるデータ構造の一例を示した図である。 図８は、第１の実施の形態の第１変形例にかかる画像データ伝送システムにおいて、ブランキング期間中にエラーが生じた際の映像信号の伝送状態を示したタイミングチャートである。 図９は、第１の実施の形態の第２変形例にかかる画像データ伝送システムにおいて、制御コードの挿入タイミングと次のブランキング期間開始が近接している場合の映像信号の伝送状態を示したタイミングチャートである。 図１０は、本発明の第２の実施の形態にかかる画像データ伝送システムの概略構成を示したブロック図である。 図１１は、本発明の第３の実施の形態にかかる画像データ伝送システムの概略構成を示したブロック図である。 図１２は、本発明の第４の実施の形態にかかる画像データ伝送システムの概略構成を示したブロック図である。 図１３は、第４の実施の形態にかかる画像データ伝送システムにおいて、各回路の信号状態を示したタイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムである内視鏡システムの構成を示した外観斜視図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システム（内視鏡システム）の概略構成を示したブロック図である。

なお、以下に示す実施形態においては、“画像データ伝送システム”として内視鏡システムを、“映像送信側装置”として内視鏡を、また、“映像受信側装置”としてビデオプロセッサを例に説明する。

図１、図２に示すように、画像データ伝送システムである内視鏡システム１は、被検体の体腔内に挿入部７の先端部を挿入することによって被写体の体内画像を撮像し当該被写体像の映像信号をシリアルデジタルデータとして出力する内視鏡２と、内視鏡２から出力されるシリアルデジタルデータの映像信号を受信し所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御するビデオプロセッサ３と、内視鏡２の先端から出射するための照明光を発生する光源装置４と、ビデオプロセッサ３において画像処理が施された画像を表示する表示装置５と、を主に備える。

内視鏡２は、被写体像を受光して電気信号に光電変換するとともに所定の信号処理を施す撮像素子２１を備える。

この撮像素子２１は、たとえばＣＭＯＳイメージセンサにより構成され、光学系からの光を光電変換して電気信号を画像情報として出力するセンサ部（撮像部）２２と、撮像部２２が出力した電気信号に対してノイズ除去およびＡ／Ｄ変換を行う図示しないＡＦＥ部と、ＡＦＥ部が出力したパラレルのデジタル信号を８Ｂ１０Ｂにより符号化する符号化部２３と、前記符号化部２３において符号化されたパラレルデジタルデータをパラレル／シリアル変換して外部にシリアルデジタルデータ（シリアル信号）として出力するＰ／Ｓ変換部２４と、符号化２３において符号化されるパラレルデジタルデータに対して所定のタイミングで同期用のコード（以下、制御コードと称す）を挿入するよう指示する制御コード挿入部２５と、撮像部２２の駆動タイミング、ＡＦＥ部、符号化部２３、Ｐ／Ｓ変換部２４および制御コード挿入部２５における各種信号処理のパルスを発生するタイミングジェネレータ（ＴＧ）２６と、撮像素子２１の動作を制御する図示しない制御部と、を備える。

内視鏡２は、さらに、ビデオプロセッサ３側から告知される所定の復号化エラー情報を専用線４１を介して受信し（後述するように、当該専用線４１を介して送られてくる復号化エラー情報は、制御コード挿入部２５に対する制御コードの挿入指示としての意味も有する）、当該復号化エラー情報を受信した際には、当該情報を受信した旨を前記制御コード挿入部２５に通知する通信受信部２７を備える。

ビデオプロセッサ３は、内視鏡２におけるＰ／Ｓ変換部２４から出力された、８Ｂ１０Ｂに符号化されたシリアルデジタルデータの映像信号を受信して所定の画像処理等を行う映像受信回路３１を備える。

この映像受信回路３１は、前記符号化されたシリアルデジタルデータの映像信号を受信してシリアル／パラレル変換して後段にパラレルデジタルデータとして出力するＳ／Ｐ変換部３２と、前記パラレルデジタルデータから前記制御コードを検出する制御コード検出部３４と、前記制御コード検出部３４を含み当該制御コード検出部３４において検出された制御コードに基づいて前記符号化されているパラレルデジタルデータに対して復号化処理を施す復号化部３３と、前記復号化部３３において前記復号化処理を施す際に復号化エラーが生じている場合に当該復号化エラーを検出する復号化エラー検出部３６と、前記復号化部３３において復号化処理が施された映像信号を入力して所定の画像処理を施す画像処理部３５と、を備える。

ビデオプロセッサ３は、さらに、前記復号化エラー検出部３６に接続され当該復号化エラー検出部３６において復号化エラーを検出した際に、当該復号化エラー情報を内視鏡２における前記通信受信部２７に向けて送信する通信送信部３７を備える。

また、本実施形態においては、通信送信部３７と通信受信部２７とは専用線４１により接続され、上述した復号化エラー情報は、この専用線４１を介して通信送信部３７から通信受信部２７および制御コード挿入部２５に対して伝達されるようになっている。

なお、通信送信部３７は、前記復号化エラー情報を内視鏡２における通信受信部２７に向けて告知する機能を果たすようになっている。

＜第１実施形態の作用＞
次に、本第１の実施形態の作用について説明する。
図４は、第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムにおいて、復号化エラーが生じていないときの映像信号の伝送状態を示したタイミングチャートであり、図５は、第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムにおいて、復号化エラーが生じた場合に本願発明にかかる制御コードの挿入機能を用いないときの映像信号の伝送状態を示したタイミングチャートである。また、図６は、第１の実施の形態にかかる画像データ伝送システムにおいて、復号化エラーが生じた場合に本願発明にかかる制御コードの挿入機能を用いて映像信号伝送が正常復帰する様子を示したタイミングチャートである。

＜Ａ：復号化エラーが生じていない「通常状態」＞
まず、復号化エラーが生じていない通常状態のときの作用について説明する。
内視鏡２は、まず、撮像部２２において被検体を撮像すると撮像部２２からアナログの電気信号が出力される。この後、当該電気信号は前記ＡＦＥ部においてノイズ除去およびＡ／Ｄ変換が施された後、符号化部２３においてパラレルのデジタル信号を８Ｂ１０Ｂにより符号化し、また、符号化部２３において符号化されたパラレルデジタルデータをＰ／Ｓ変換部２４においてパラレル／シリアル変換して外部にシリアルデジタルデータとして出力する。

ここで、符号化部２３においては、図６に示すように８ｂｉｔのデータを１セットとして０〜９で示される１０ｂｉｔのワードデータに符号化し、後段に伝送する。

このとき、図３に示すように、符号化部２３において前記パラレルデジタルデータに対して符号化処理を施す際に、制御コード挿入部２５の指示により当該符号化部２３において当該パラレルデジタルデータの映像信号に対して所定のタイミングで同期用の制御コードが挿入される。

すなわち制御コード挿入部２５は、タイミングジェネレータ２６により定められたタイミングに応じて同期用の制御コードが挿入されるよう符号化部２３に対して指示する。なお、図３（および図４、図５）においては、１水平同期信号ごとに１つの制御コードが挿入される例を示している。

一方、ビデオプロセッサ３における映像受信回路３１は、まず、Ｓ／Ｐ変換部３２が、前記内視鏡２側から出力された前記シリアルデジタルデータを受信し、さらに受信した当該シリアルデジタルデータに対してシリアル／パラレル変換を施す。

その後、復号化部３３における制御コード検出部３４が、前記Ｓ／Ｐ変換部３２においてシリアル／パラレル変換されたパラレルデジタルデータから同期用の前記制御コードを検出して区切り位置を検出する。

その後、復号化３３は、前記制御コード検出部３４において検出された区切り位置に応じて、前記パラレルデジタルデータに対して復号化処理を施す。

このとき、復号化部３３においては、図６に示すように、８ｂｉｔのデータから符号化された１０ｂｉｔのデータを８ｂｉｔのデータを復号化する。

ここで、復号化エラーが生じていない通常状態のときは、図４に示すように復号化エラー検出部３６において復号化エラーを検出することはなく、したがって、通信送信部３７からも復号化エラーが生じていないことを示す“Ｌレベル”信号が出力される。

＜Ｂ：復号化エラーが生じた「エラー状態」＞
次に、復号化エラーが生じた場合の作用について説明する。

内視鏡２においては上記同様に、撮像部２２から出力された電気信号は前記ＡＦＥ部を経て符号化２４においてパラレルのデジタル信号を８Ｂ１０Ｂにて符号化し、Ｐ／Ｓ変換部２４においてパラレル／シリアル変換してシリアルデジタルデータとして出力される。

この後、上記同様に、符号化された前記パラレルデジタルデータの映像信号に対して、制御コード挿入部２５の指示下に、符号化部２３において所定のタイミング、すなわちタイミングジェネレータ２６により定められたタイミングに応じて同期用の制御コードが挿入される。

ここで、たとえば、図７に示すように、前記符号化された前記デジタルデータに対して外来ノイズ等により１ｂｉｔ分のデータ（図７においては３ｂｉｔ目のデータ）が欠損したとする。

一方、ビデオプロセッサ３における映像受信回路３１は、制御コード検出部３４において、受信した前記符号化されたパラレルデジタルデータ（Ｓ／Ｐ変換部３２を経たのちのパラレルデジタルデータ）から同期用の前記制御コードを検出して区切り位置を検出しようとする。

しかしながら、上述したように受信した前記パラレルデジタルデータ（Ｓ／Ｐ変換部３２を経たのちのパラレルデジタルデータ）は１ｂｉｔ分のデータが欠損していることから、制御コード検出部３４は、受信したデジタルデータの区切り位置を１ｂｉｔ分ずれた位置として認識する。

この制御コード検出部３４の作用を受けて復号化３３は、１ｂｉｔ分ずれた状態の区切り位置に基づいて当該デジタルデータを復号化しようとするが、上述したように、区切り位置が誤っているため、復号化に失敗することになる。

一方、復号化エラー検出部３６はこの復号化失敗を受けて復号化エラーが生じたと判断し、図４または図５に示すように、当該復号化エラーを検出したことを示す“Ｈレベル”信号を通信送信部３７に向けて出力する。

なお、上述したように復号化エラー検出部３６は、１度の復号化失敗を受けて復号化エラーが生じたと判断してもよいが、１回のエラーだけだと、単なるデータ化けか、または区切り位置がずれたのかを判断することが困難であること考えられるので、複数回連続して復号化エラーが生じたことをもって区切り位置がずれたと判断するようにしてもよい。

ここで、復号化エラーが生じた場合に、仮に本願発明による制御コードの挿入機能を用いない場合について説明する。

図５は、本実施形態において、復号化エラーが生じた場合であってかつ本願発明にかかる制御コードの挿入機能を用いないときの映像信号の伝送状態を示したタイミングチャートである。

この場合、図５に示すように、復号化エラー検出部３６は上記復号化エラーを検出したことを示す“Ｈレベル”信号を送信するのみであり、制御コード挿入部２５は、この復号化エラーの発生に基づく制御コードの挿入指示をすることはない。

このように、この場合（制御コードの挿入機能を用いない場合）では、復号化エラーが生じている状態であることは認識できるものの、アライメントが一度ずれると、制御コードが次の規定のタイミングで挿入される復帰することができないこととなる。

一方、本願発明においては、上述したように通信送信部３７は、図５に示すように、復号化エラー検出部３６が復号化エラーを検出した際には、当該復号化エラー情報を内視鏡２における前記通信受信部２７に向けて送信することで、内視鏡２側の前記制御コード挿入部２５に対して制御コードの挿入を指示するようになっている。

そして、通信受信部２７はこの復号化エラー情報（上述したように同期用の制御コードの挿入指示の意味も有する）を受信した後、当該指示情報を受けた旨を制御コード挿入部２５に対して送出する。

通信受信部２７から上述した同期用の制御コードの挿入指示情報を受けた制御コード挿入部２５は、前記パラレルデジタルデータに対して符号化処理を施す際に当該パラレルデジタルデータの映像信号に対して所定のタイミングで同期用の制御コードを挿入するよう前記符号化２３に対して指示をする。

このとき挿入される同期用の制御コードは、映像信号に係る水平同期信号のタイミングに拠るものではないが、当該制御コードの挿入を受けてアライメントは正常復帰することになり、映像受信回路３１は、その後、短時間で正常なシリアルデジタルデータを受信することが可能となる。

なお、上述した同期用の制御コードの挿入は一定数挿入してもよく、または、ビデオプロセッサ３側から復号化エラーが解消されたことの通知を受けるまで挿入を続けてもよい。

また、同期用の制御コードを挿入中に送信する予定であった映像信号は所定のメモリ等に保持しておき、復号化エラー解消後に改めて送信することが望ましいが、捨ててしまうように設定してもよい。

さらに、通常、映像信号を伝送する際には、１水平同期信号のなかで映像信号を送信しない水平ブランキング期間、または、本来制御コードを送るための期間があるため、制御コードを追加的に挿入するかわりに、これらの期間を短くすれば、画像欠損を少なくすることができる。

また、本実施形態においては、復号化エラー検出部３６からの復号化エラー信号を受けた通信送信部３７が、制御コード挿入部２５に対して同期用の制御信号の挿入指示を送出するものとしたが、当該同期用の制御信号の挿入判断を内視鏡２側、たとえば、通信受信部２７または制御コード挿入部２５自身が担うようにしてもよい。

以上説明したように、本第１の実施形態においては、８Ｂ１０Ｂにより符号化されたシリアルデジタルデータの伝送中に外乱ノイズ等によりデータ欠損等が生じ、伝送される当該シリアルデジタルデータの区切り位置がずれてしまうことにより復号化ができなくなった場合であっても、復号化エラーを検出したタイミングで当該シリアルデジタルデータに同期用の制御コードを挿入するように制御することで、区切り位置を修正する時間を短縮することができ、ひいては映像復帰までの時間を短縮することができるという効果を奏する。

次に、本第１の実施形態の第１変形例について説明する。
図８は、第１の実施の形態の第１変形例にかかる画像データ伝送システムにおいて、ブランキング期間中にエラーが生じた際の映像信号の伝送状態を示したタイミングチャートである。

当該第１変形例においては、復号化エラー検出部３６において復号化エラーを検出したタイミングが、図８に示すように、ブランキング期間中である場合は、通信送信部３７は何もすることなく“Ｌレベル”の信号を送信するのみである。

すなわち、ブランキング期間中にエラーが生じたとしても、次の制御コードの挿入によりアライメント復帰すれば実害がないことから（図８参照）、当該第１変形例においては、上述したように通信送信部３７は“Ｌレベル”の信号を送信するのみに制御される。

次に、本第１の実施形態の第２変形例について説明する。
図９は、第１の実施の形態の第２変形例にかかる画像データ伝送システムにおいて、制御コードの挿入タイミングと次のブランキング期間開始が近接している場合の映像信号の伝送状態を示したタイミングチャートである。

当該第２の変形例において、上述した第１の実施形態と同様に、復号化エラー検出に応じて通信送信部３７から制御コードの挿入指示情報を受けた内視鏡２側の制御コード挿入部２５が、前記パラレルデジタルデータの映像信号に対して所定のタイミングで同期用の制御コードを挿入するよう前記符号化２３に対して指示をし、実際に制御コードが挿入されたとする。

このとき、当該制御コードの挿入タイミングと次のブランキング期間開始が近接している場合、すなわち、当該制御コードの挿入タイミングが次のブランキング期間開始の直前である場合、当該第２の変形例においては、図９に示すように、定期的に挿入する本来の位置の制御コードについてはその挿入作用を省略することを特徴とする。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第２の実施の形態にかかる画像データ伝送システム（内視鏡システム）の概略構成を示したブロック図である。

本第２の実施形態の内視鏡システム１０１は、その基本的な構成は第１の実施形態と同様であり、ビデオプロセッサ（映像受信側装置）１０３における通信送信部３７から内視鏡（映像送信側装置）１０２における通信受信部２７への復号化エラー情報伝達の構成のみを異にするものである。したがって、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。

上述したように、第１の実施形態においては、通信送信部３７と通信受信部２７とは専用線４１（図２参照）により接続され、上述した復号化エラー情報は、この専用線４１を介して通信送信部３７から通信受信部２７および制御コード挿入部２５に対して伝達されるようになっている。

このように、上述した第１の実施形態では、専用線を用いて映像受信側装置から映像送信側装置に対して制御コードの挿入指示（通知）を行うが、本第２の実施形態では、上記専用線を設けずに、前記制御コードの挿入指示（通知）を既存の配線を利用して送信することを特徴とする。

ここで、本実施形態の内視鏡システム１０１の如き、映像受信側装置であるビデオプロセッサ１０３と映像送信側装置である内視鏡１０２とは、通信手段により接続されることが多い。

本第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に内視鏡１０２としては撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサを採用することから、起動時のモード設定、または、映像信号のゲイン等の設定を通信手段により伝達するようになっている。

より具体的に本第２の実施形態においては、内視鏡１０２側のＣＭＯＳイメージセンサと、ビデオプロセッサ１０３側の映像受信回路３１とは、いわゆるＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）と呼ばれるクロック同期式のシリアル通信規格による通信により接続されるようになっている（図１０中、Ｉ２Ｃ制御線４２参照）。

ところで、このＩ２Ｃ通信は、一般的には通信速度はさほど高速ではない。このため、通常の通信の一環として、上述の如き制御コードの挿入を指示するために使用すると、通信が完了して実際に制御コードが挿入されるまでに時間がかかりすぎてしまい、本願発明の効果が薄れてしまう。

そこで、本第２の実施形態においては、Ｉ２Ｃ通信制御線は使用しても、通常の通信とは異なるプロトコルを用いることで速度の低下を防いでいる。

具体的に本第２実施形態のＩ２Ｃ通信によると、通常の通信プロトコルでは、スタートコンディションにて通信開始を指示し、その後、通信先のスレーブアドレスを指定した後、通信のアドレスおよびデータを転送している。

より具体的には、「スタートコンディションが２回連続で発生すれば、制御コードの挿入の通知を意味する」ように、専用のプロトコル（約束事）を設定するようになっている。

以上説明したように、本第２の実施形態においては、制御コードの挿入を指示（通知）するための専用線を用いることなく、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、本第２の実施形態においては、通信手段として、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）通信を採用したが、これに限らずＳＰＩ通信等の他のシリアル通信を採用しても本第２の実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第３の実施の形態にかかる画像データ伝送システム（内視鏡システム）の概略構成を示したブロック図である。

本第３の実施形態の内視鏡システム２０１は、その基本的な構成は第１、第２の実施形態と同様であり、ビデオプロセッサ（映像受信側装置）２０３から内視鏡（映像送信側装置）２０２への復号化エラー情報伝達の構成のみを異にするものである。したがって、ここでは第１、第２の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。

上述したように、第１の実施形態においては、通信送信部３７と通信受信部２７とは専用線４１（図２参照）により接続され、上述した復号化エラー情報は、この専用線４１を介して通信送信部３７から通信受信部２７および制御コード挿入部２５に対して伝達されるようになっている。

このように、上述した第１の実施形態では、専用線を用いて映像受信側装置から映像送信側装置に対して制御コードの挿入指示（通知）を行うが、本第３の実施形態では、映像受信側装置と映像送信側装置との間には、クロックを送信するためのクロックラインを有していることに着目し、上記専用線を設けずに、前記クロックラインを利用して前記制御コードの挿入指示（通知）を送信することを特徴とする。

すなわち、本第３の実施形態においては、ビデオプロセッサ２０３にクロック送信部３８を、また、内視鏡２０２にクロック受信部２８をそれぞれ設ける。これらクロック送信部３８およびクロック受信部２８は、ビデオプロセッサ２０３と内視鏡２０２との間における通常のクロック送受信に供されるが、本第３の実施形態においては、これらクロック送信部３８とクロック受信部２８とのクロックライン４３を利用して制御コードの挿入指示（通知）を行うようになっている。

具体的には、通常時は、前記クロックライン４３には通常のクロックが一定の周波数で送信されているが、制御コードの挿入を通知する際には、クロックを複数クロック歯抜けにし、映像送信側のビデオプロセッサ２０３ではクロックが歯抜けになっていることを検出して、制御コードの挿入指示（通知）を行う。

ここで、外乱等で映像信号に異常が起きる際には、クロックにも異常（歯抜け）が起きる場合がある。本第３の実施形態では係る事情に着目し、クロックの歯抜けで通知することにより、クロック・映像両方に異常が起きた場合は、映像受信側（内視鏡２０２側）でのエラー検知を待たずに映像送信側（ビデオプロセッサ２０３側）において制御コードの挿入指示をすることができるため、正常送信への復帰までの時間が早くなり、映像信号のみに異常が起きた場合にも制御コードの挿入指示をすることができる。

以上説明したように、本第３の実施形態においても、制御コードの挿入を指示（通知）するための専用線を用いることなく、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

なお、上述した実施形態においては、“画像データ伝送システム”として内視鏡システムを、“映像送信側装置”として内視鏡を、また、“映像受信側装置”としてビデオプロセッサを例に説明したが、本発明はこれらの例に限らず、たとえば、“画像データ伝送システム”として内視鏡、“映像送信側装置”として内視鏡における撮像部、“映像受信側装置”として内視鏡におけるコネクタ部におけるコネクタ回路に対して適用することができ、さらには、内視鏡またはビデオプロセッサの基板内の、たとえば、ＦＰＧＡ間においても本発明を適用することができる。

ところで従来、内視鏡システムにおいては、内視鏡に補正データを格納したメモリを備え、その補正データをプロセッサへと送信して画像補正をする技術が知られている。また、この補正データの送信の際には、通信ライン（専用ライン）を使用することが一般的である。

そして、この種の内視鏡システムにおける通信手段としては、差動伝送方式ではないシリアル伝送を用いる例も知られるが、この場合、高速で通信することが困難であった（たとえば、１垂直同期信号毎に１ｋＢｙｔｅ転送）。

すなわち、上述した差動伝送方式ではないシリアル伝送を用いた場合であっても、補正に必要なデータ量が、従来は、たとえば１６ｋＢｙｔｅ程度と少ないため、転送時間は約０．３秒程度であって特に問題は生じなかった。しかしながら、たとえば、１Ｍピクセルの各画素に対して１Ｂｙｔｅの補正値を要する場合、合計のデータ量は１ＭＢｙｔｅとなり、これを１垂直同期信号毎に１ｋＢｙｔｅのデータを転送しようとすると、約１６秒かかることになり問題となる。

また、近年の内視鏡システムのように搭載する画像センサの画素数が増えると、さらに転送時間は増えることになる。転送時間が増えることは、すなわち、補正開始までの時間が延びることになり、画像品位上、好ましくない。

ここで、単純に送信可能なデータ量を増やすためであれば、通信ラインを差動伝送化して、高速通信に対応させることが考えられるが、差動伝送化すると信号本数が増えることになってコネクタのピン数が増大することとなる。さらには、高速信号に対応するための信号品位を確保する必要がありコストの増大の要因になってしまう。

係る事情に鑑み本出願人は以下の構成例を提案する。
図１２は、本発明の第４の実施の形態にかかる画像データ伝送システムの概略構成を示したブロック図であり、図１３は、第４の実施の形態にかかる画像データ伝送システムにおいて、各回路の信号状態を示したタイミングチャートである。

図１２に示すように、内視鏡システム３０１は、被検体の体腔内に挿入部の先端部を挿入することによって被写体の体内画像を撮像し当該被写体像の映像信号を出力する内視鏡３０２と、内視鏡３０２から出力される映像信号または補正データを映像ラインを介して受信し所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム３０１全体の動作を統括的に制御するビデオプロセッサ３０３と、内視鏡３０２の先端から出射するための照明光を発生する光源装置（図示せず）と、ビデオプロセッサ３０３において画像処理が施された画像を表示するモニタ３０５と、を主に備える。

内視鏡３０２は、挿入部の先端部に配設された、被写体像を受光して電気信号に光電変換するとともに所定の信号処理を施して映像信号を出力する撮像素子３０６と、ビデオプロセッサ３０３および前記光源装置と接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコードの基端側に配設されたコネクタ部３０７と、を備える。

この撮像素子３０６は、たとえばＣＭＯＳイメージセンサにより構成され、光学系からの光を光電変換して電気信号を画像情報として出力するセンサ３２１の他、センサ３２１が出力した電気信号に対してノイズ除去およびＡ／Ｄ変換を行うＡＦＥ部、各種信号処理のパルスを発生するタイミングジェネレータおよび撮像素子３０６の動作を制御する制御部（これらＡＦＥ部、タイミングジェネレータ、制御部はいずれも図示せず）と、を備える。

前記コネクタ部３０７は、撮像素子３０６から出力される映像信号に対して所定の信号処理を施すためのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）３２０と、補正データを格納するメモリ３２６と、を備える。

また、ＦＰＧＡ３２０は、センサ３２１からの映像信号を受信する映像受信部３２２と、当該映像受信部３２２の出力（映像信号）と、前記メモリ３２６に格納された補正データとを選択して出力する選択回路３２３と、選択回路３２３からいずれの信号を出力するかを制御するシーケンス制御回路３２４と、シーケンス制御回路３２４に制御された前記選択回路３２３から出力される信号（映像信号または補正データ）をビデオプロセッサ３０３に向けて映像ラインを介して送信する送信回路３２５と、を備える。

前記シーケンス制御回路３２４は、送信回路３２５から映像ラインを介して前記補正データを順次転送するタイミングと、当該映像ラインを介して前記映像信号を出力するタイミングとを切り替えるよう選択回路３２３を制御する制御回路である。

一方、ビデオプロセッサ３０３は、前記コネクタ部３０７からの出力された信号（映像信号または補正データ）を受信する受信回路３３３と、受信回路３３３において受信した映像信号または補正データを分離する分離回路３３４と、分離回路３３４において分離された補正データを格納するメモリ３３５と、前記分離回路３３４において分離された映像信号を前記メモリ３３５に格納された補正データにより補正する補正回路３３２を有する画像処理回路３３１と、を備える。

＜作用＞
上述した如き構成をなす本第４の実施形態の作用について以下、図１３を参照して説明する。

まず、内視鏡３０２は、図示しないセンサ電源が投入されると撮像素子３０６における前記センサ３２１の起動を開始する。この後、内視鏡３０２は、ＦＰＧＡ３２０において前記メモリ３２６に格納した補正データの読み出しを開始する。

そして、シーケンス制御回路３２４は、映像ラインを介して当該読み出した補正データを順次転送するよう選択回路３２３を制御する。ここで選択回路３２３は、メモリ３２６に格納した補正データを選択的に出力し、これにより送信回路３２５から映像ラインに対して当該補正データが順次出力される。

その後シーケンス制御回路３２４は、前記補正データの転送が完了した際、前記映像ラインを介して前記映像信号を出力するよう選択回路３２３を制御する。ここで選択回路３２３は、映像受信部３２２からの映像信号を選択的に出力し、これにより送信回路３２５から映像ラインに対して当該映像信号が出力される。

一方、ビデオプロセッサ３０３は、受信回路３３３において前記補正データおよび前記映像信号を受信すると、当該受信した信号を後段に出力し、これら信号は、分離回路３３４において映像信号または補正データに分離される。

ここで、分離回路３３４において分離された補正データはメモリ３３５に一旦格納され、前記画像処理回路３３１における前記補正回路３３２に対して出力される。ここで補正回路３３２は、前記分離回路３３４において分離された映像信号を前記メモリ３３５に格納された補正データにより補正してモニタ３０５に向けて出力する。

上述した本第４の実施形態の構成によると、たとえば３Ｇｂｐｓ（８Ｂ１０Ｂエンコード時）で１Ｍｂｙｔｅ転送する場合、従来の例に対しても早くなり、約０．０３秒と、より短時間で信号を転送することが可能となる。

すなわち、本第４の実施形態の構成によると、内視鏡側からビデオプロセッサ側に向けて、伝送ラインへの追加のコストをかけることなく、大量の補正データを短時間に伝送することができる、
本発明によれば、外来ノイズ等により、符号化され伝送されるシリアルデジタルデータに不具合が生じ、復号化に支障が生じたとしても、より短時間でデータ伝送を復帰することができる画像データ伝送システムを提供することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１５年７月２４日に日本国に出願された特願２０１５−１４７０５０号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (4)

1. 被写体を撮像して画像データを取得しパラレルデジタルデータを出力する撮像部から出力される前記パラレルデジタルデータに対して所定の符号化処理を施す符号化部と、
   前記符号化部において前記所定の符号化処理を施す際に前記撮像部から出力される前記パラレルデジタルデータに対して所定のタイミングで制御コードを挿入するよう指示する制御コード挿入部と、
   前記符号化部において前記所定の符号化処理が施された前記パラレルデジタルデータをシリアルデジタルデータに変換し送信するＰ／Ｓ変換部と、
   を有する画像データ送信装置と、
   前記画像データ送信装置から送信された前記シリアルデジタルデータを受信しパラレルデジタルデータに変換して出力するＳ／Ｐ変換部と、
   前記Ｓ／Ｐ変換部において変換され出力される前記パラレルデジタルデータから前記制御コードを検出する制御コード検出部と、
   前記制御コード検出部において検出する前記制御コードに応じて前記Ｓ／Ｐ変換部において変換され出力される前記パラレルデジタルデータに対して所定の復号化処理を施す復号化部と、
   前記復号化部における前記復号化処理の際に生じる復号化エラーを検出可能な復号化エラー検出部と、
   前記復号化エラー検出部において前記復号化エラーが検出された際、当該復号化エラーが検出されたことに係る告知情報を前記画像データ送信装置に送信する通信送信部と、
   を有する画像データ受信装置と、
   を具備し、
   前記画像データ送信装置は、前記通信送信部から前記告知情報を受信する通信受信部をさらに備え、
   前記制御コード挿入部は、前記通信受信部において前記告知情報を受信した際、当該告知情報を受信したタイミングに応じて前記撮像部から出力される前記パラレルデジタルデータに対して所定のタイミングで前記制御コードを挿入するよう前記符号化部に対して指示する
   ことを特徴とする画像データ伝送システム。
2. 前記通信送信部と前記通信受信部とを接続する専用通信線を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像データ伝送システム。
3. 前記通信送信部と前記通信受信部との通信は専用のプロトコルを用いる
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像データ伝送システム。
4. 前記通信送信部と前記通信受信部とを通信は、前記画像データ送信装置と前記画像データ受信装置とを接続するクロックラインを用いる
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像データ伝送システム。

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