JP6253600B2 - 内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、内視鏡システムに関し、特に、バッテリを搭載した携帯型電子内視鏡を有する内視鏡システムに関する。

従来、医療分野において、体腔内の臓器の観察や、処置具を用いての治療処置、内視鏡観察下における外科手術などに、内視鏡装置が広く用いられている。一般的に、内視鏡装置は、挿入部の先端に電荷結合素子（ＣＣＤ）などの撮像素子を搭載した電子内視鏡によって得られた被写体の内視鏡画像を、プロセッサに伝送して画像処理を施す。画像処理後の画像は、プロセッサからモニタや記録媒体に出力され、表示や記録が行われる（例えば、特許文献１参照）。

近年、がんなどの微細病変の早期発見や、術全の病変範囲の精密診断などのために、白色光を用いて行う通常光観察とは異なる光の波長制御を行うことで、組織の特定の構造を強調して表示させる観察手法、いわゆる「特殊光観察」が広く行われている（例えば、特許文献２参照）。

ところで、半導体装置の小型化によって、通信手段としての携帯型電話または多機能型の通信端末が小型化、低消費電力化され、容易に携帯可能に構成されるようになってきている。この種の携帯型機器は二次バッテリを搭載し、当該バッテリを充電することで、携帯しながら継続的に使用可能に構成されることが多い。

医療分野においても、装置の小型化が促進されており、例えば消費電力が比較的大きい電子内視鏡においても、充電式のバッテリを搭載したバッテリ駆動型の携帯型電子内視鏡が実用化され始めている。バッテリ駆動型の携帯型電子内視鏡は、撮像素子によって得た内視鏡画像をプロセッサに伝送する無線通信部や、被写体を照明するための光源装置などを内蔵して構成することで、携帯型電子内視鏡とプロセッサとの間を無線化することができる。これによって、従来のケーブル接続された内視鏡装置に比べて、携帯性や作業性に優れたものとなっている。

特開２００６−２８８７５３号公報 国際公開第２０１０／０５５９３８号公報

無線化されたバッテリ駆動型の携帯型電子内視鏡は、携帯性を考慮すると、搭載するバッテリの重量には制限があり、また、バッテリ容量も制限される。従って、電子内視鏡に搭載されたバッテリのみで長時間に亘る手技を完遂可能なバッテリ運用を実現するためには、各回路の一層の低消費電力化が求められる。

低消費電力化を実現する手段の一つとして、携帯型電子内視鏡からプロセッサに対して無線伝送するデータ量を低減させる方法があげられる。特に、内視鏡画像データはそのデータ量が膨大であるため、画像データを圧縮して伝送するとその低減効果も大きい。しかしながら、画像データを圧縮すると画質が劣化してしまう。従って、例えば患部を精査して観察する場合などにおいては、高画質の画像が望まれるために圧縮率を低く設定するなど、手技シーンや観察モードなどに応じて圧縮率を設定することが重要となる。

しかしながら、特許文献１に記載された内視鏡システムでは、内視鏡画像データを圧縮して無線伝送する構成を有しているが、ビデオ信号のフィールド周波数や画像データ量に応じて算出された圧縮率を用いるため、手技シーンや観察モードなどに応じて圧縮率を変更することができず、観察者が所望する画質レベルで内視鏡画像が表示されない可能性があるという問題があった。

また、特許文献２に記載された内視鏡システムでは、観察モードに応じて画像の明るさを制御するため、内視鏡画像の画質を向上させることはできるものの、画像データを圧縮してする構成ではないため、低消費電力化が図れないという問題があった。

そこで、本発明は、感度特性に応じて色成分毎に画像データの圧縮率を変更することで、無線伝送における低消費電力化を行い、長時間の手技を完遂可能なバッテリ運用を実現することができる内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡システムは、先端部に設けられた撮像部と、撮像した画像データを圧縮して圧縮画像データを生成する第１の画像処理部と、前記圧縮画像データを無線伝送する第１の無線伝送部とを有する内視鏡と、無線伝送された前記圧縮画像データを受信する第２の無線伝送部と、前記圧縮画像データの画像処理を行う第２の画像処理部とを有するプロセッサとを有する。また、内視鏡システムは、撮像と同期して、前記内視鏡に配設された照明、光学系、前記撮像部におけるセンサの分光特性や、被写体の分光特性に基づく感度評価を、前記画像データの色成分ごとに行い、感度評価値を算出する、感度評価値算出部と、前記感度評価値に基づき、前記画像データの圧縮率を色成分ごとに決定する、色成分圧縮率決定部と、も有する。更に、前記第１の画像処理部は、前記圧縮率を目標値として前記画像データを圧縮する。

本発明の内視鏡システムによれば、感度特性に応じて色成分毎に画像データの圧縮率を変更することで、無線伝送における低消費電力化を行い、長時間の手技を完遂可能なバッテリ運用を実現することができる。

第１の実施形態に係わる内視鏡システム１の全体構成の一例を説明する図。 第１の実施形態の内視鏡システム１におけるワイヤレス内視鏡２及びプロセッサ３の構成の一例を示すブロック図。 プロセッサ側画像処理部３３の構成の一例を示すブロック図。 ワイヤレス内視鏡２における画像データ処理手順の一例を説明するフローチャート。 プロセッサ３における画像データの圧縮率算出手順の一例を説明するフローチャート。 第１の変形例における内視鏡側画像処理部２３´の構成の一例を説明するブロック図。 第１の変形例におけるワイヤレス内視鏡２での画像データ処理手順の一例を説明するフローチャート。 第２の実施形態の内視鏡システム１におけるワイヤレス内視鏡２及びプロセッサ３´の構成の一例を示すブロック図。 プロセッサ側画像処理部３３´の構成の一例を示すブロック図。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。
（第１の実施形態）

図１は、本発明の第１の実施形態に係わる内視鏡システム１の全体構成の一例を説明する図である。図１に示すように、本実施形態の内視鏡システム１は、バッテリ駆動型の携帯型内視鏡であるワイヤレス内視鏡２と、ワイヤレス内視鏡２と無線により接続され所定の画像処理を行うプロセッサ３と、プロセッサ３に接続され内視鏡画像等を表示するモニタ７などによって、主要部が構成されている。

なお、本実施形態の内視鏡システム１は、手術室においては、カート６上にプロセッサ３をはじめとする各種医療機器、例えば電気メス装置、気腹装置、ビデオレコーダなどの装置類や、二酸化炭素を充填したガスボンベなどが載置されるようになっている。

図２は、第１の実施形態の内視鏡システム１におけるワイヤレス内視鏡２及びプロセッサ３の構成の一例を示すブロック図である。また、図３は、プロセッサ側画像処理部３３の構成の一例を示すブロック図である。

図２に示すように、本実施形態におけるワイヤレス内視鏡２は、プロセッサ３とは無線にて接続される、ワイヤレス構成をとるバッテリ駆動型の携帯型内視鏡である。ワイヤレス内視鏡２内の各回路部を制御する内視鏡側制御部２１と、被写体の画像を取得する撮像部２２と、撮像部２２からの撮像信号に所定の処理を施す内視鏡側画像処理部２３と、プロセッサ３との間で所定の信号を無線により伝送するための内視鏡側無線伝送部２４と、ワイヤレス内視鏡２の各部に電源を供給するバッテリ２５と、体腔内を照射するための光源部２６と、プロセッサ３との無線送受信のためのアンテナ２７とで、主要部が構成されている。

また、ワイヤレス内視鏡２は、図１に示すように、先端側に挿入部４１を有しており、基端側に操作部４２を有する。光源部２６は、操作部４２に配設され、内視鏡側制御部２１に制御されて体腔内を照明する照明光を発生する。この照明光は、図示しないライトガイドによって挿入部４１の先端に導かれ、図示しないレンズを介して被写体に照射される。

撮像部２２は、挿入部４１の先端部に配設され、CCDまたはCMOSセンサ等によって構成される撮像素子を有する。撮像部２２の撮像面には、光源部２６から射出される照明光による被写体からの戻り光が結像し、撮像部２２は光電変換によって被写体光学像に基づく撮像画像を得る。この後、撮像部２２は撮像画像を、第１の画像処理部としての内視鏡側画像処理部２３に供給する。

バッテリ２５は、操作部４２に装着することができるようになっている。また、バッテリ２５は、ワイヤレス内視鏡２に装着された後、電源部として内視鏡側制御部２１のほか、撮像部２２、内視鏡側画像処理部２３、光源部２６、および内視鏡側無線伝送部２４に対して電力を供給することができるようになっている。

内視鏡側制御部２１は、ワイヤレス内視鏡２における各部回路を制御するとともに、電源部であるバッテリ２５を制御して各部に電力を供給させる。また、内視鏡側制御部２１は、プロセッサ３側から内視鏡側無線伝送部２４を介して伝送される画像圧縮率に係る情報を取得し、当該圧縮率を目標値として撮像画像を圧縮するよう内視鏡側画像処理部２３を制御する。

第１の無線伝送部としての内視鏡側無線伝送部２４は、内視鏡側制御部２１に制御され、プロセッサ３との間でアンテナ２７を介して無線により画像データ及び所定の通信データの送受信を行う。この内視鏡側無線伝送部２４は複数の帯域による無線通信が可能であり、本実施形態においては、たとえば６０GHz帯による無線通信と５GHz帯による無線通信が可能である。従って、例えば、画像処理部２３から出力される画像データについては６０GHz帯を利用した無線通信を行い、圧縮率などの情報に係る通信については５GHz帯を利用した無線通信を行う。

一方、プロセッサ３は、図２に示すように、プロセッサ３内の各回路部を制御するプロセッサ側制御部３１と、ワイヤレス内視鏡２と無線により情報の伝達を行うための無線受信機３２と、無線受信機３２を介して取得した画像データに所定の処理を施すプロセッサ側画像処理部３３と、プロセッサ側画像処理部３３から出力された画像データをモニタ７に表示可能なフォーマットに変換して出力するビデオ出力部３５と、医師など所定のユーザによる操作を受け付けるインタフェースであるユーザIF部３６とで、主要部が構成されている。

無線受信機３２は、ワイヤレス内視鏡２との間で所定の信号を無線により伝送するためのプロセッサ側無線伝送部３４と、ワイヤレス内視鏡２との無線送受信のためのアンテナ３７とで、主要部が構成されている。なお、本実施形態においては、無線受信機３２はプロセッサ３本体とは別体に構成され、図示しないコネクタによってプロセッサ３本体に接続されるようになっている。図１に示す一例では、プロセッサ３本体とは別体に構成された無線受信機３２が、カート６上に配置されたプロセッサ３に載置されている様子を示している。

無線受信機３２における、第２の無線伝送部としてのプロセッサ側無線伝送部３４は、プロセッサ側制御部３１に制御され、ワイヤレス内視鏡２との間でアンテナ３７を介して無線により画像データや所定の通信データの送受信を行うように構成されている。また、プロセッサ側無線伝送部３４は、内視鏡側無線伝送部２４と同様に複数の帯域による無線通信が可能であり、例えば６０GHz帯による無線通信と５GHz帯による無線通信が可能である。

すなわち、内視鏡側無線伝送部２４は、例えばワイヤレス内視鏡２の画像処理部２３から出力される画像データについては６０GHz帯を利用した無線通信により逐次アンテナ３７を介して受信し、プロセッサ３内において算出した圧縮率などの情報については５GHz帯を利用した無線通信によりアンテナ３７を介してワイヤレス内視鏡２に対して送信する。

ユーザIF部３６は、ユーザ操作を受け付けるインタフェースであり、たとえば、フロントパネルおよび制御系の各種ボタン等によって構成され、ユーザ操作に基づく操作信号をプロセッサ側制御部３１に対して出力する。ユーザIF部３６によって、ワイヤレス内視鏡２の観察モードの指定、及び、画像表示に関する設定等の各種ユーザ操作を受け付けることができるようになっている。

なお、ワイヤレス内視鏡２の観察モードの指定は、プロセッサ３側のユーザIF部３６から行うだけでなく、ワイヤレス内視鏡２側に観察モードの指定を行うためのユーザIF部を設けて行うように構成してもよい。また、プロセッサ３側とワイヤレス内視鏡２側の両方で観察モードの指定を行うことが可能な構成にしてもよい。

プロセッサ側制御部３１は、ユーザIF部３６から入力される操作信号に基づいて、プロセッサ側無線伝送部３４を介し、ワイヤレス内視鏡２の内視鏡側制御部２１に対して各種指示を与えることが可能である。

次に、第２の画像処理部としてのプロセッサ側画像処理部３３について詳述する。図３に示すように、プロセッサ側画像処理部３３は、プロセッサ側無線伝送部３４を介してワイヤレス内視鏡２から無線にて伝送された画像信号を取得する画像取得部５１と、画像取得部５１において取得した画像信号について、色成分ごとに感度評価を行う感度評価部５２と、ユーザIF部３６から指定された観察モードを識別する観察モード識別部５３と、ワイヤレス内視鏡２の内視鏡側画像処理部２３において用いる画像の圧縮率を算出する圧縮率算出部５４とで、主要部が構成されている。

感度評価値算出部としての感度評価部５２は、画像取得部５１において取得した画像信号に対し、R信号、G信号、B信号のそれぞれについて、画素値の分布特性の評価を行う。各色信号の画素値の分布特性は、光源部２６から照射される照明光の分光放射特性、撮像部２２における光学系やセンサ（撮像素子）の分光感度特性、被写体の分光特性などによって決定される。

すなわち、照明光や光学系、センサの分光特性において、感度が高い色ほど画素値が広い範囲に分布する。例えば、照明光が狭帯域光や特殊光である場合、特定の色成分（例えば、青色や緑色）の感度が高くなるので、同色成分の信号（例えば、B信号やG信号）は画素値が広い範囲に分布する。特定の色成分以外（例えば、赤色）の感度は低くなるので、R信号は画素値の分布は狭い範囲になる。

また、被写体の分光特性において、感度が高い色ほど画素値が広い範囲に分布する。例えば、狭帯域光観察においては、被写体に血管部が存在する場合に青色の分散値が大きくなる（青色の感度が高い）ので、B信号は画素値が広い範囲に分布する。

画素値の分布の広がり具合は、例えばエントロピーによって表すことができる。従って、色成分ごとに画素値の分布のエントロピーを算出し、感度評価値として圧縮率算出部５４へ出力する。

なお、画素値の分布特性の評価は、エントロピーに限定されるものでなく、例えば、分散や標準偏差など、画素値の分布度合を示す他の指標により行ってもよい。また、これらの指標を組み合わせて評価を行ってもよい。また、画素値の分布評価は、１フレーム分の画像信号を取得してから行ってもよいし、所定のライン数（例えば、１０ライン分）の画像信号を取得する都度行ってもよい。

色成分圧縮率決定部としての圧縮率算出部５４は、感度評価部５２から入力された感度評価値を用い、画像の圧縮率を色成分ごとに算出する。画素値が狭い範囲に分布している場合、すなわち、感度評価値が小さい場合、圧縮率を高く設定しても画質の劣化が小さい。逆に、画素値が広い範囲に分布している場合、すなわち、感度評価値が大きい場合、圧縮率を高く設定してしまうと画質の劣化が大きい。従って、圧縮率は、感度評価値が大きいほど小さな値に、感度評価値が小さいほど大きな値になるように、算出される。

感度評価値から圧縮率を算出する具体的な方法としては、例えば、圧縮率算出部５４に予め変換式を設定しておく方法や、変換テーブルを設定しておく方法を用いることができる。変換式や変換テーブルは、色成分ごとに異なるものを設定してもよいし、複数の色成分で共通のものを設定してもよい。また、ひとつの色成分について複数の変換式や変換テーブルを設定しておき、各種条件に応じて選択できるようにしてもよい。例えば、B信号とG信号については、狭帯域光観察モード用の変換式や変換テーブルと、白色光観察モード用の変換式や変換テーブルとを設定しておき、観察モード識別部５３から入力される観察モードに応じて変換式や変換テーブルを使い分けるようにしてもよい。

圧縮率算出部５４において算出された圧縮率の情報は、プロセッサ側制御部３１の制御に従い、プロセッサ側無線伝送部３４を介してワイヤレス内視鏡２に対し、無線により送信される。

次に、上述のように構成された内視鏡システム１における画像データの圧縮率算出手順について、図４および図５を用いて説明する。図４は、ワイヤレス内視鏡２における画像データ処理手順の一例を説明するフローチャートであり、図５は、プロセッサ３における画像データの圧縮率算出手順の一例を説明するフローチャートである。

まず、ワイヤレス内視鏡２の内視鏡側制御部２１は、プロセッサ３との間において無線通信の接続を確立し（図４、ステップＳ１１）、プロセッサ３側から画像処理に係る色信号ごとの圧縮率の情報を入手する（図４、ステップＳ１２）。なお、ワイヤレス内視鏡２が稼働した直後は、圧縮率は初期値となっている。

次に、内視鏡側制御部２１は、撮像部２２を制御し、バッテリ２５からの電力を電源として撮像を開始させるとともに（図４、ステップＳ１３）、撮像部２２で撮像された画像データに所定の画像処理を施すよう、内視鏡側画像処理部２３を制御する（図４、ステップＳ１４）。内視鏡側画像処理部２３は、プロセッサ３側から伝送された色信号ごとの圧縮率に基づいて、撮像部２２において撮像された画像データに対して色信号ごとに圧縮処理を施す（図４、ステップＳ１５）。圧縮率は、プロセッサ３側から所定間隔で伝送される。ステップＳ１５における圧縮処理は、直近に伝送された圧縮率に基づいて行われる。そして、圧縮処理を施した画像データを内視鏡側無線伝送部２４からプロセッサ３に対して無線にて伝送する（図４、ステップＳ１６）。

プロセッサ３側におけるプロセッサ側制御部３１は、ワイヤレス内視鏡２との間に無線通信の接続を確立した後（図５、ステップＳ２１）、プロセッサ側無線伝送部３４において、ワイヤレス内視鏡２から画像データを受信する（図５、ステップＳ２２）。そして、プロセッサ側画像処理部３３は、プロセッサ側制御部３１の制御に従って、ワイヤレス内視鏡２から伝送された画像データに適宜画像処理を施し（図５、ステップＳ２３）、ビデオ出力部３５に画像処理後の画像データを出力する。なお、ステップＳ２３における画像処理では、伝送された画像データに対し、色成分ごとの圧縮率に応じた伸張処理も行われる。

ビデオ出力部３５を介してモニタ７に表示させる画像データを生成する一方で、プロセッサ側画像処理部３３は、入力された画像データを、画像取得部５１を介して感度評価部５２に出力する。感度評価部５２は、入力された画像データを用い、色成分ごとに画素値の感度評価を行う（図５、ステップＳ２４）。具体的には、画素値の分布特性において、感度評価指標として定義された指標（例えば、エントロピー）を色成分ごとに算出し、算出された値を感度評価値として圧縮率算出部５４へ出力する。

なお、感度評価指標は、エントロピーに限定されるものでなく、分布特性の広がり具合を反映する指標であればよく、例えば、分散や標準偏差などの指標や、これらの指標を複数合わせたものを用いてもよい。また、分布特性評価に用いる画素値は、予め設定された範囲の画素値（例えば、１フレーム分の画素値）を用いて行う。

次に、圧縮率算出部５４は、感度評価部５２から入力された感度評価値に基づき、ワイヤレス内視鏡２における内視鏡側画像処理部２３において用いる圧縮率を、色成分ごとに算出する（図５、ステップＳ２５）。具体的には、例えば、圧縮率算出部５４に予め設定されている変換式に、入力された感度評価値を代入して圧縮率を算出する。また例えば、圧縮率算出部５４に予め設定されている変換テーブルにおいて、入力された感度評価値と対応づけられている圧縮率を抽出する方法を用いてもよい。このとき、変換式や変換テーブルは、感度評価値が大きな値であるほど圧縮率が低く、逆に、感度評価値が小さい値であるほど圧縮率が高くなるように、設定されている。

なお、変換式や変換テーブルは、色成分ごとに異なるものを設定してもよいし、複数の色成分で共通のものを設定してもよい。また、ひとつの色成分について複数の変換式や変換テーブルを設定しておき、各種条件に応じて選択できるようにしてもよい。例えば、B信号とG信号については、狭帯域光観察モード用の変換式や変換テーブルと、白色光観察モード用の変換式や変換テーブルとを設定しておき、観察モード識別部５３から入力される観察モードに応じて変換式や変換テーブルを使い分けるようにしてもよい。

最後に、プロセッサ側画像処理部３３は、圧縮率算出部５４において算出した色成分ごとの圧縮率を、プロセッサ側制御部３１の制御に従って、プロセッサ側無線伝送部３４に対して出力する。そして、プロセッサ側無線伝送部３４からワイヤレス内視鏡２に対し、色成分ごとの圧縮率を無線により伝送し（ステップＳ２６）、一連の圧縮率算出手順を終了する。

このように、本実施形態によれば、色成分ごとに画素値の分布特性を評価し、分布の広がり具合を感度評価値として算出する。色成分ごとに感度評価値を用いて圧縮率の設定を行うため、感度評価値が高い色成分については圧縮率を低く、感度評価値が低い色成分については圧縮率を高く設定することができる。これにより、画質を劣化させることなく、ワイヤレス内視鏡からプロセッサに無線伝送する画像データの伝送量を削減することができ、ひいては無線伝送における低消費電力化を行うことができる。
（第１の変形例）

上述の実施形態では、ワイヤレス内視鏡２からプロセッサ３に伝送する画像データの圧縮率の算出を、プロセッサ側画像処理部３３で行うよう構成されているが、内視鏡側画像処理部２３で行うように構成してもよい。図６は、第１の変形例における内視鏡側画像処理部２３´の構成の一例を説明するブロック図である。

図６に示すように、本実施形態の第１の変形例における内視鏡側画像処理部２３´は、撮像部２２から被写体の撮像画像を取得する画像取得部６１と、画像取得部６１において取得した画像信号について、色成分ごとに感度評価を行う感度評価部６２と、画像取得部６１において取得した画像信号の圧縮率を算出する圧縮率算出部６４とを有して主に構成される。また、内視鏡側画像処理部２３´は、プロセッサ３側のユーザIF部３６から指定され、内視鏡側無線伝送部２４を介して無線通信により伝送された観察モードを識別する観察モード識別部６３と、撮像部２２から入力された被写体の撮像画像を圧縮処理する画像圧縮部６５とも有する。
なお、本変形例では、内視鏡側画像処理部２３´において画像データの感度評価と圧縮率算出とを行う。従って、プロセッサ側画像処理部３３では感度評価や圧縮率の算出を行う必要がないため、プロセッサ側画像処理部３３は、図３に示す構成から感度評価部５２と圧縮率算出部５４とを削除した構成となる。すなわち、感度評価部と圧縮率算出部の配置はプロセッサ３側に限定されるものではなく、ワイヤレス内視鏡２側、またはプロセッサ３側のいずれか一方に配置すればよい。

内視鏡側画像処理部２３´の感度評価部６２、観察モード識別部６３、圧縮率算出部６４、の各機能は、図３に示すプロセッサ側画像処理部３３の感度評価部５２、観察モード識別部５３、圧縮率算出部５４の各機能と同様の機能を有する。なお、感度評価部６２における画素値の分布評価は、１フレーム分の画像データを取得してから行うのではなく、数ライン分の画像データを取得する都度行い、直ちに圧縮率算出部６４に出力し圧縮率に反映させてもよい。
また、感度評価部６２は、撮像部２２から画像取得部６１に入力された被写体の撮像画像のうち、一部の画像データを用いて感度評価を行ってもよい。例えば、全画像データから所定間隔で画素を間引き、残った画素について感度評価を行ってもよい。また、例えば、所定の領域に含まれる画素のみを抽出して感度評価を行ってもよい。このように、一部の画像データのみを用いて感度評価を行うことで、感度評価の計算量を少なくすることができ、感度評価に要する消費電力を抑制することができる。

次に、上述のように構成された内視鏡システム１における画像データの圧縮率算出手順について、図７を用いて説明する。図７は、第１の変形例におけるワイヤレス内視鏡２での画像データ処理手順の一例を説明するフローチャートである。

まず、ワイヤレス内視鏡２の内視鏡側制御部２１は、プロセッサ３との間において無線通信の接続を確立する（ステップＳ３１）。圧縮率の算出に観察モードに応じた圧縮率を算出する場合、引き続き、プロセッサ３側から観察モードの情報を入手する。なお、ワイヤレス内視鏡２が稼働した直後は、圧縮率は初期値となっている。

次に、内視鏡側制御部２１は、撮像部２２を制御し、バッテリ２５からの電力を電源として撮像を開始させ、撮像部２２で撮像された画像データを内視鏡側画像処理部２３´の画像取得部６１に出力する（ステップＳ３２）。画像取得部６１は、入力された画像データを感度評価部６２に出力する。感度評価部６２は、図５におけるステップＳ２４と同様に、入力された画像データを用い、色成分ごとに画素値の感度評価を行う（ステップＳ３３）。具体的には、画素値の分布特性において、感度評価指標として定義された指標（例えば、エントロピー）を色成分ごとに算出し、算出された値を感度評価値として圧縮率算出部６４へ出力する。

次に、圧縮率算出部６４は、図５におけるステップＳ２５と同様に、感度評価部６２から入力された感度評価値に基づき、画像圧縮部６５において用いる圧縮率を、色成分ごとに算出する（ステップＳ３４）。圧縮率算出部６４において算出した色成分ごとの圧縮率は、画像圧縮部６５に出力される。続いて、画像圧縮部６５において、ステップＳ３４において取得した色成分ごとの圧縮率に基づいて、画像取得部６１から入力された画像データに対し、色信号ごとに圧縮処理を施す（ステップＳ３５）。最後に、圧縮処理を施した画像データと、色成分ごとの圧縮率とを内視鏡側無線伝送部２４からプロセッサ３に対して無線にて伝送し（ステップＳ３６）、一連の画像データ処理手順を終了する。

プロセッサ側画像処理部３３は、ワイヤレス内視鏡２側から伝送された画像データに対し、同じくワイヤレス内視鏡２側から伝送された色信号ごとの圧縮率に基づく伸張処理や、その他の画像処理を適宜行い、モニタ７に表示させる画像データを生成し、ビデオ出力部３５に出力する。

このように、ワイヤレス内視鏡２側で感度評価を行って圧縮率を算出することで、圧縮率算出から画像データ圧縮処理へのフィードバックのサイクルを短縮することができる。
（第２の変形例）

上述の実施形態では、感度評価値から圧縮率を算出する際に用いる変換式や変換テーブルなどを、観察モードに応じて使い分けているが、手技シーンに応じて使い分けたり、観察モードと手技シーンの組み合わせに応じて使い分けたりしてもよい。

手技シーンとは、内視鏡を用いて手技（診断）を行う際の、種々の観察場面を指す。代表的な手技シーンとしては、例えば、以下の３つのシーンがあげられる。
（ａ）被検体の体腔内に内視鏡挿入部を挿入した後、消化管などの目的部位に到達するまでの間であって、挿入部を比較的早いスピードで移動するシーン（移動シーン）
（ｂ）挿入部が目的部に到達した後に、挿入部を体腔内において移動させながら、異常部（例えば、病変部、出血、炎症など）の有無を体腔内全体にわたって探索する、スクリーニング観察を行うシーン（スクリーニングシーン）
（ｃ）スクリーニング観察において異常部を発見した後、その異常部に挿入部先端を接近させて拡大観察（精査観察）または適宜所定の処置を行うシーン（精査・処置シーン）

上記の３つの手技シーンのうち、（ａ）移動シーン、または（ｂ）スクリーニングシーンについては、ある程度の画質の劣化は許容されるものと考えられる。一方、（ｃ）精査・処理シーンでは、内視鏡の視野をできるだけ被写体に対して固定するとともに、観察倍率を高くして異常部を検査・診断する必要があるため、高画質の画像が要求される。

すなわち、（ａ）移動シーン、または（ｂ）スクリーニングシーンの場合は、（ｃ）精査・処理シーンよりも圧縮率を高く設定しても、画像を参照するユーザ（医師など）の要求を満たす画質が得られるといえる。従って、圧縮率算出部５４に、（ａ）移動シーン、または（ｂ）スクリーニングシーン用の変換式や変換テーブルと、（ｃ）精査・処理シーン用の変換式や変換テーブルとを用意し、手技シーンに応じて切り替えて用いるようにしてもよい。

なお、手技シーンの判定は、自動的に行うように構成してもよいし、ユーザ（医師など）がユーザIF部３６などを介して手動で設定するように構成してもよい。

このように、感度評価値から圧縮率を算出する際に用いる変換式や変換テーブルなどを、手技シーンに応じて使い分けることで、画質の劣化が許容される手技シーンについては高い圧縮率を設定することができ、必要とされる画質を確保しつつ、ワイヤレス内視鏡からプロセッサに無線伝送する画像データの伝送量を更に削減することができる。
（第２の実施形態）

上述した第１の実施形態の内視鏡システム１では、色信号ごとに算出した感度評価値を、予め設定した変換式や変換テーブルに当てはめることで、画像データの圧縮率を色信号ごとに求めていた。これに対し、本実施の形態においては、ワイヤレス内視鏡２とプロセッサ３´との間の無線伝送量を計測する無線伝送量計測部７１を設け、色信号ごとの感度評価値に加え、ワイヤレス内視鏡２とプロセッサ３との間の無線伝送量を考慮して画像データの圧縮率を色信号ごとに算出する点が異なっている。本実施形態の内視鏡システム１の構成は、プロセッサ３´側の無線伝送部３４´に無線伝送量計測部７１が設けられている点以外は、第１の実施形態と同様の構成である。以下、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図８は、第２の実施形態の内視鏡システム１におけるワイヤレス内視鏡２及びプロセッサ３´の構成の一例を示すブロック図である。また、図９は、プロセッサ側画像処理部３３´の構成の一例を示すブロック図である。図８に示すように、本実施形態のプロセッサ３´は、無線伝送部３４´に無線伝送量計測部７１が設けられている。この無線伝送量計測部７１において、ワイヤレス内視鏡２とプロセッサ３´との間での画像データなどの無線伝送の総量（以下、無線伝送量と示す）が計測される。

無線伝送量計測部７１で計測された無線伝送量は、図９に示すように、プロセッサ側画像処理部３３´の圧縮率算出部５４´に出力される。圧縮率算出部５４´は、感度評価部５２から入力された色信号ごとの感度評価値と、色信号ごとの画像データと、無線伝送量計測部７１から入力された無線伝送量とを用いて、色信号ごとの圧縮率を算出する。

圧縮率算出の具体的な手順の一例は次の通りである。まず、感度評価部５２から入力された色信号ごとの感度評価値から、色信号の感度比率を求める。例えば、R信号の感度評価値が０．１、G信号の感度評価値が０．３、B信号の感度評価値が０．６である場合、色信号の感度比率はR：G：B＝１：３：６となる。次に、感度比率と無線伝送量とを用い、色信号ごとの圧縮後の画像データ量を算出する。例えば、無線伝送量が１００である場合、R信号の画像データ量は、１００＊（１／（１＋３＋６））＝１０となる。同様に、G信号の画像データ量は、１００＊（３／（１＋３＋６））＝３０、B信号の画像データ量は、１００＊（６／（１＋３＋６））＝６０となる。すなわち、無線伝送可能な画像データの総量を、R信号とG信号とB信号とで、感度比率に応じて案分する。

最後に、色信号ごとに、画像取得部５１を介してワイヤレス内視鏡２から取得している画像データ量を、上述の圧縮後の画像データ量で除して、色信号ごとの圧縮率を算出する。例えば、画像取得部５１を介してワイヤレス内視鏡２から取得している画像データ量が、R信号、G信号、B信号共に１００である場合、R信号の圧縮率は、１０／１００＝１／１、G信号の圧縮率は、３０／１００＝３／１０、B信号の圧縮率は、６０／１００＝６／１０となる。

このように、本実施形態では、ワイヤレス内視鏡２とプロセッサ３´との間の無線伝送量を計測する無線伝送量計測部７１を設け、色信号ごとの感度評価値に加え、ワイヤレス内視鏡２とプロセッサ３との間の無線伝送量を考慮して画像データの圧縮率を色信号ごとに算出している。従って、無線伝送量に応じて色信号ごとに圧縮率を変更することができるため、ワイヤレス内視鏡２とプロセッサ３´との間に遮蔽物が一時的に挿入されて無線伝送量が変動する場合などにも、無線伝送量に応じて圧縮率を変更することができるため、所定時間内に所定量（所定フレーム分）の画像データをワイヤレス内視鏡２からプロセッサ３´に無線伝送することができる。

なお、本実施形態においても、第１の実施形態の変形例と同様に、観察モードや手技シーンを考慮して圧縮率を算出してもよい。例えば、色信号ごとに、感度評価値に観察モードや手技シーンを考慮した係数を乗じた値を用いて、感度比率を算出してもよい。

また、第１の実施形態と同様に、感度評価部や圧縮率算出部をプロセッサ側画像処理部３３でなく内視鏡側画像処理部２３に配置し、感度評価や圧縮率の算出をワイヤレス内視鏡２側で行ってもよい。

更に、上述の実施形態においては、無線伝送量計測部７１をプロセッサ３´側の無線伝送部３４´に設けているが、ワイヤレス内視鏡２とプロセッサ３´との間の無線伝送量が計測できればよいため、例えば、ワイヤレス内視鏡２側の無線伝送部２４や、その他の部位に設けてもよい。

本明細書における各「部」は、実施の形態の各機能に対応する概念的なもので、必ずしも特定のハードウェアやソフトウエア・ルーチンに１対１には対応しない。従って、本明細書では、実施の形態の各機能を有する仮想的回路ブロック（部）を想定して実施の形態を説明した。また、本実施の形態における各手順の各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実行し、あるいは実行毎に異なった順序で実行してもよい。さらに、本実施の形態における各手順の各ステップの全てあるいは一部をハードウェアにより実現してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…内視鏡システム、２…ワイヤレス内視鏡、３、３´…プロセッサ、６…カート、７…モニタ、６…流量調整弁、２１…内視鏡側制御部、２２…撮像部、２３、２３´…内視鏡側画像処理部、２４…内視鏡側無線伝送部、２５…バッテリ、２６…光源部、２７、３７…アンテナ、３１…プロセッサ側制御部、３２…無線受信機、３３、３３´…プロセッサ側画像処理部、３４、３４´…プロセッサ側無線伝送部、３５…ビデオ出力部、３６…ユーザI/F部、４１…挿入部、４２…操作部、５１、６１…画像取得部、５２、６２…感度評価部、５３、６３…観察モード識別部、５４、５４´、６４…圧縮率算出部、６５…画像圧縮部、７１…無線伝送量計測部、

Claims (7)

1. 先端部に設けられた撮像部と、撮像した画像データを圧縮して圧縮画像データを生成する第１の画像処理部と、前記圧縮画像データを無線伝送する第１の無線伝送部とを有する内視鏡と、
   無線伝送された前記圧縮画像データを受信する第２の無線伝送部と、前記圧縮画像データの画像処理を行う第２の画像処理部とを有するプロセッサと、
   前記内視鏡に配設された照明、光学系、前記撮像部におけるセンサの分光特性や、被写体の分光特性に基づく感度評価を、前記画像データの色成分ごとに行い、感度評価値を算出する、感度評価値算出部と、
   前記感度評価値に基づき、前記画像データの圧縮率を色成分ごとに決定する、色成分圧縮率決定部と、
   を有し、
   前記第１の画像処理部は、前記圧縮率を目標値として前記画像データを圧縮することを特徴とする、内視鏡システム。
2. 前記色成分圧縮率決定部は、前記感度評価値が高い色成分の前記画像データの前記圧縮率を低く決定し、前記感度評価値が低い色成分の前記画像データの前記圧縮率を高く決定することを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記感度評価値算出部は、前記画像データの色成分ごとの画素データの分布に基づき、前記感度評価値を算出することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の内視鏡システム。
4. 前記色成分圧縮率決定部は、前記撮像部での観察モードに応じて、前記画像データの圧縮率を色成分ごとに調整することを特徴とする、請求項１−３のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
5. 前記色成分圧縮率決定部は、前記内視鏡を用いた手技シーンの種別に応じて、前記画像データの圧縮率を色成分ごとに調整することを特徴とする、請求項１−４のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
6. 前記内視鏡を用いた手技シーンは、前記被写体の体腔内に挿入部を挿入した後、手技の目的部位に到達するまでの間において前記挿入部を移動する第１のシーン、前記挿入部が前記目的部位に到達した後にスクリーニング観察を行う第２のシーン、または、前記スクリーニング観察の後に前記目的部位を精査観察したり所定の処置を行ったりする第３のシーンに分類されることを特徴とする、請求項５に記載の内視鏡システム。
7. 前記内視鏡と前記プロセッサとの間で無線伝送される前記画像データの無線伝送量を計測する無線伝送量検出部を更に有し、前記色成分圧縮率決定部は、前記無線伝送量と、色成分ごとの前記感度評価値の比率とに基づき、前記画像データの色成分ごとの前記圧縮率を決定することを特徴とする、請求項１−６のいずれか１項に記載の内視鏡システム。

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