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【発明の名称】 カプセル内視鏡システム
【発明者】 【氏名】宮之原 真
【要約】 【課題】符号化データを出力するまでに要する時間を保ち、画像間での変化が激しい画像が連続して撮像された場合でも、違和感の少ない良好な画像が得られる画像圧縮装置を提供する。

【構成】現画像データを圧縮符号化する第１の画像圧縮部１３と、現画像データに先行するフレームの画像データを、第２の圧縮条件に基づいて圧縮符号化する第２の画像圧縮部１５とを設ける。第２の画像圧縮部の圧縮条件を、第１の画像圧縮部からの符号化データのデータ量から求めることで、第２の画像圧縮部のデータ量は目標符号化データ量とほぼ等しくなる。第１の画像圧縮部１３から出力される符号化データのデータ量が目標符号化データ量を越えているときには、第２の画像圧縮部１５からの符号化データを選択して出力する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内にて撮像を行い画像データを生成する画像撮像部と、生成された前記画像データを圧縮する画像圧縮部と、圧縮された前記画像データを伝送する画像伝送部と、を備え、処置具と薬剤の少なくともいずれかを保持している体内撮影用画像伝送装置と、
伝送された前記画像データを受信する画像受信部と、受信された前記画像データを伸張する画像伸張部と、伸張された前記画像データを画像として表示する画像表示部とを備えた画像表示装置と、
を有することを特徴とするカプセル内視鏡システム。
【請求項２】
前記画像圧縮部は、
第１の圧縮条件に基づき、入力された現画像データを圧縮符号化する第１の画像圧縮部と、
前記現画像データに先行するフレームの画像データを、第２の圧縮条件に基づいて圧縮符号化する第２の画像圧縮部と、
前記先行するフレームの画像データに係る符号化データのデータ量を所定の目標符号化データ量以下に収める圧縮条件を、前記第２の圧縮条件として前記第２の画像圧縮部に設定する圧縮条件設定部と、
前記第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量が前記目標符号化データ量を越えているときには、前記第２の画像圧縮部から出力される符号化データを選択して出力する符号化データ選択部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項３】
前記圧縮条件設定部は、更に、先行する複数のフレームの各画像データに係る符号化データ量に基づいた圧縮条件を得、この圧縮条件を前記第１の圧縮条件として前記第１の画像圧縮部に設定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項４】
前記第１の圧縮条件は、前記第１の画像圧縮部が圧縮符号化に用いる第１の量子化テーブルであり、前記第２の圧縮条件は、前記第２の画像圧縮部が圧縮符号化に用いる第２の量子化テーブルであることを特徴とする請求項３に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項５】
前記圧縮条件設定部は、更に、前記第１の画像圧縮部が圧縮符号化するフレームの以前に圧縮符号化した複数フレームに対する符号化データのデータ量に基づいて、前記第１の画像圧縮部が圧縮符号化するフレームに対する符号化データのデータ量を予測して前記第１の量子化テーブルを算出することを特徴とする請求項４に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項６】
前記符号化データ選択部から出力された前記符号化データを保持する符号化データ保持部を更に有すると共に、前記符号化データ選択部は、前記先行するフレームの画像データに係る符号化データ量と前記目標符号化データ量との比較結果を保持し、前記第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量が前記目標符号化データ量を越えて且つ、１フレーム前の画像データに係る前記比較結果が、前記目標符号化データ量以下であることを示すものであるときには、前記符号化データ保持部に保持されている該１フレーム前の画像データに係る符号化データを出力させると共に、該１フレーム前の画像データに係る前記比較結果が、前記目標符号化データ量を越えたことを示すものであるときには、前記第２の画像圧縮部から出力される符号化データを選択して出力することを特徴とする請求項２に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項７】
前記第２の画像圧縮部は、前記第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量が前記目標符号化データ量を越えたときのみ、前記先行するフレームの画像データを前記第２の圧縮条件に基づいて圧縮符号化することを特徴とする請求項６に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項８】
前記体内撮影用画像伝送装置は、更に、前記目標符号化データ量を変更することにより、１フレームに対する前記目標符号化データ量を可変とする目標符号化データ量設定部を有することを特徴とする請求項２に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項９】
前記圧縮条件設定部は、更に、前記第２の圧縮条件と同一の圧縮条件を前記第１の圧縮条件として前記第１の画像圧縮部に設定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１０】
前記圧縮条件設定部は、更に、常時固定化した前記第１の圧縮条件を前記第１の画像圧縮部に設定し、常時更新した前記第２の圧縮条件を前記第２の画像圧縮部に設定することを特徴とする請求項２に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１１】
前記符号化データ選択部は、出力する前記符号化データに対して、その符号化データが前記第１の画像圧縮部によるものか、前記第２の画像圧縮部によるものかを識別するための識別データを付加することを特徴とする請求項２〜請求項１０のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１２】
前記画像圧縮部は、
第１の圧縮条件に基づき、入力された現画像データを圧縮符号化する第１の画像圧縮部と、
前記現画像データに先行するフレームの画像データに係る符号化データのデータ量を所定の目標符号化データ量以下に収める圧縮条件を第２の圧縮条件として、前記現画像データに先行するフレームの画像データを圧縮符号化する第２の画像圧縮部と、
前記第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量が前記目標符号化データ量を越えているときには、前記第２の画像圧縮部から出力される符号化データを選択して出力する符号化データ選択部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１３】
前記第１の圧縮条件は、前記第１の画像圧縮部が圧縮符号化するフレームの以前に圧縮符号化した複数フレームに対する符号化データのデータ量に基づいた圧縮条件であることを特徴とする請求項１２に記載のカプセル内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル内視鏡システム等に代表される動画像のような一定のレートで発生する画像データを外部装置に伝送する画像伝送装置や、画像データを記録媒体に記録する画像記録装置等において、所定のレートで伝送又は記録等できる符号化データのデータ量になるように画像データを圧縮符号化する画像圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像撮像部により一定のレートで動画像である画像データを取得し、得られた画像データを画像圧縮装置で圧縮符号化することにより符号化データを生成し、その符号化データを所定の伝送レートを持つ伝送路を介して、他の外部装置に伝送する画像伝送装置において、その画像圧縮装置に関する研究が頻繁になされている。
【０００３】
図１６は、このような画像伝送装置の一例の概略構成を示すブロック図である。図１６において、画像伝送装置１００は、画像撮像部１０１と、画像伝送部１０４と、画像圧縮部１０２、圧縮条件設定部１０３を有する画像圧縮装置２００とから構成されている。
【０００４】
画像撮像部１０１は、色フィルタ、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary MOS)センサ等に代表される固体撮像素子、Ａ／Ｄ変換器等、画像データを生成するために必要な機能を有している。撮像対象である被写体に対し、色フィルタ、固体撮像素子を介して被写体からの光を受光し、その受光量に応じた電気信号が生成される。
【０００５】
画像撮像部１０１で生成された画像データは、画像圧縮部１０２に供給される。画像圧縮部１０２で用いる画像圧縮方式は、画像撮像部１０１から得られる動画像を一定のレートで撮像された静止画像であると考え、各静止画像ごとに圧縮符号化を行うことにより動画像に対する画像圧縮方式とするもので、例えばＪＰＥＧ(Joint Photographic ExpertsGroup)方式が用いられる。ＪＰＥＧ方式の圧縮符号化処理は、周波数変換処理と、量子化処理と、可変長符号化処理からなる。
【０００６】
ＪＰＥＧ方式を用いた場合には、画像圧縮部１０２は、各々、入力画像データをブロックに分割し、各ブロックに対してＤＣＴ(Discrete Cosine Transform)を施して周波数分解を行い、周波数変換処理により周波数分解された各要素に対して量子化テーブルに基づく数値で除算して量子化を行い、量子化処理された各要素に対して、可変長符号化を施す。
【０００７】
画像圧縮部１０２に対する量子化テーブル等の圧縮条件は、画像圧縮部１０２からの符号化データのデータ量に基づいて圧縮条件設定部１０３で求められる。
【０００８】
つまり、画像圧縮部１０２による圧縮に係る符号化データは、圧縮条件設定部１０３に供給される。圧縮条件設定部１０３により、画像圧縮部１０２からの符号化データのデータ量が計算され、このデータ量と目標データ量とが比較される。
【０００９】
画像圧縮部１０２からの符号化データが目標データ量より大きいときには、圧縮条件設定部１０３により、量子化テーブルの量子化幅が広くなるように圧縮条件が設定される。これにより、画像圧縮部１０２からの符号化データのデータ量が小さくなるように制御される。これに対して、画像圧縮部１０２からの符号化データが目標データ量より小さいときには、圧縮条件設定部１０３により、量子化テーブルの量子化幅が狭くなるように圧縮条件が設定される。これにより、画像圧縮部１０２からの符号化データのデータ量が大きくなるように制御される。
【００１０】
画像圧縮部１０２からの符号化データは、画像伝送部１０４に送られる。画像伝送部１０４は、所定の伝送レートを持つ伝送路を介して、受信機を有する外部装置に符号化データを伝送するものである。画像伝送部１０４から伝送された符号化データは、外部装置の伸張復号化により元の画像データに変換され、表示部等を介して画像として閲覧することができる。
【００１１】
図１６に示すような従来の画像伝送装置では、先行する静止画像に対する符号化データのデータ量に基づいて圧縮条件を更新し、画像圧縮部１０２は、更新された圧縮条件に基づいて画像に対する圧縮符号化を行っている。
【００１２】
しかしながら、図１６に示す構成では、一定のレートで撮像された静止画像の中に、例えば、シーンチェンジのような画像間での変化が激しい静止画像が含まれる場合には、その静止画像を圧縮符号化する際に参照する圧縮条件は、その静止画像とは相関性が低い静止画像から導き出された圧縮条件なので、圧縮符号化により生成される符号化データのデータ量は、画像伝送部１０４における伝送路の伝送レートから想定される目標符号化データ量と大きく異なってしまう。特に、目標符号化データ量に対して符号化データのデータ量が多くなる場合は、現在処理している静止画像の符号化データの伝送が終了しないうちに、次の静止画像の符号化データを伝送しなくてはならなくなり、処理の破綻が生じてしまう可能性がある。
【００１３】
上述の課題の解決方法として、特許文献１に示すような符号化復号化システムの提案がなされている。図１７は、このような符号化復号化システムの概略構成を示すブロック図である。なお、図１６と同一の機能を有する部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００１４】
図１７における符号化復号化システム１１０において、圧縮条件設定部１０３ａは、図１６における圧縮条件設定部１０３の有する機能の他に、符号化データのデータ量をカウントしたカウント値と、画像伝送部１０４における伝送路の伝送レートから想定される目標符号化データ量との比較による比較結果を符号化データ選択部１１２に知らせる機能を更に有する。
【００１５】
符号化データ選択部１１２は、圧縮条件設定部１０３ａからの比較結果に基づき、画像伝送部１０４に供給する符号化データを選択するものである。
【００１６】
圧縮条件設定部１０３ａでの比較結果、画像圧縮部１０２の符号化データ量が目標符号化データ量以下であった場合には、符号化データ選択部１１２は、画像圧縮部１０２から出力される符号化データを画像伝送部１０４に供給すると同時に、符号化データを符号化データ保持部１１３に保持する。これに対して、圧縮条件設定部１０３ａでの比較結果、画像圧縮部１０２の符号化データ量が目標符号化データ量以上であった場合には、符号化データ選択部１１２は、符号化データ保持部１１３に保持されている符号化データ、つまり、今回圧縮符号化された静止画像より以前に圧縮符号化された静止画像の符号化データを画像伝送部１０４に供給する。これにより、画像伝送部１０４に供給される符号化データのデータ量は、常に目標符号化データ量以下になる。
【００１７】
また、特許文献２には、ある静止画像の符号化データのデータ量に基づいて圧縮条件を更新し、再度、同じ静止画像に対して圧縮符号化を施し、符号化データのデータ量を目標符号化データ量に近づけるという方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１７８３４８号公報
【特許文献２】特開平０７−２１２７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、図１７に示す従来の符号化復号化システムでは、画像間での変化が激しい静止画像が撮像されて、その静止画像を圧縮符号化した符号化データのデータ量が、伝送路の伝送レートから想定される目標符号化データ量以上になる場合には、符号化データ保持部１１３に保持されている符号化データが伝送される。すなわち、この場合、今回圧縮符号化された静止画像より以前に圧縮符号化された静止画像の符号化データと同じ符号化データが外部装置に連続して伝送され、外部装置の表示部等で画像を閲覧する場合、同じ画像が続けて表示されることになる。
【００１９】
また、図１７に示す従来の符号化復号化システムでは、画像圧縮部１０２の符号化データのデータ量が目標符号化データ量以下にならない限り、符号化データ保持部１１３の保持内容は変更されないので、仮にもし、このような画像間での変化が激しい状態が連続した複数の静止画像に対して起こった場合には、数画像分に対して同じ画像が表示され続けるので、外部装置の表示部から閲覧している側から見れば、表示部の画面がフリーズしていると誤解を与えてしまう恐れがある。
【００２０】
なお、図１７に示す従来の符号化復号化システムでは、数画像分に対して同じ画像が表示されたとしても、人間の目には認識できないので、実用上問題となる場合は少ないとしているが、これは、個人の差によるものが大きく、且つ、秒間に表示する画像数（以下、フレームレート）が少なければ少ないほど、同じ画像が続けて表示されるということは認識されやすくなる。
【００２１】
また、数画像分に対して同じ画像が表示され続けるということは、外部装置の表示部から閲覧している側から見れば、その期間における画像伝送装置の状況が認識できないということになり、例えば、画像伝送装置が、外部装置の表示部から閲覧している側の制御に関係なく流動的に移動する場合、移動途中の画像を確認することはできないので、画像伝送装置の詳細な位置が検出できなくなる可能性がある。
【００２２】
特許文献２に示されているように、ある静止画像の符号化データのデータ量に基づいて圧縮条件を更新し、再度、同じ静止画像に対して圧縮符号化を施し、符号化データのデータ量を目標符号化データ量に近づけるという方法もあるが、この方法の場合、ある静止画像に対してその静止画像の符号化データを得るまでに、圧縮符号化を２回行わなくてはならないため、外部装置が符号化データを受信するまでに多くの時間を要する。
【００２３】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、符号化データを出力するまでに要する時間を保ちつつ、画像間での変化が激しい静止画像が連続して撮像された場合においても、違和感の少ない良好な画像が得られる画像圧縮装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
請求項１の発明の画像圧縮装置は、第１の圧縮条件に基づき、入力された現画像データを圧縮符号化する第１の画像圧縮部と、現画像データに先行するフレームの画像データを、第２の圧縮条件に基づいて圧縮符号化する第２の画像圧縮部と、先行するフレームの画像データに係る符号化データのデータ量を目標符号化データ量以下に収める圧縮条件を、第２の圧縮条件として第２の画像圧縮部に設定する圧縮条件設定部と、第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量が目標符号化データ量を越えているときには、第２の画像圧縮部から出力される符号化データを選択して出力する符号化データ選択部とを有することを特徴とする。
【００２５】
請求項２の発明では、圧縮条件設定部は、更に、第２の圧縮条件と同一の圧縮条件を第１の圧縮条件として第１の画像圧縮部に設定することを特徴とする。
【００２６】
請求項３の発明では、圧縮条件設定部は、更に、先行する複数のフレームの各画像データに係る符号化データ量に基づいた圧縮条件を得、この圧縮条件を第１の圧縮条件として第１の画像圧縮部に設定することを特徴とする。
【００２７】
請求項４の発明では、符号化データ選択部から出力された符号化データを保持する符号化データ保持部を更に有すると共に、符号化データ選択部は、先行するフレームの画像データに係る符号化データ量と目標符号化データ量との比較結果を保持し、第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量が目標符号化データ量を越えて且つ、１フレーム前の画像データに係る比較結果が、目標符号化データ量以下であることを示すものであるときには、符号化データ保持部に保持されている該１フレーム前の画像データに係る符号化データを出力させると共に、該１フレーム前の画像データに係る比較結果が、目標符号化データ量を越えたことを示すものであるときには、第２の画像圧縮部から出力される符号化データを選択して出力することを特徴とする。
【００２８】
請求項５の発明では、第２の画像圧縮部は、第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量が目標符号化データ量を越えたときのみ、先行するフレームの画像データを第２の圧縮条件に基づいて圧縮符号化することを特徴とする。
【００２９】
請求項６の発明は、符号化データ選択部は、出力する符号化データに対して、その符号化データが第１の画像圧縮部によるものか、第２の画像圧縮部によるものかを識別するための識別データを付加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の発明によれば、第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量が目標符号化データ量より少ない場合には、第１の画像圧縮部から出力される符号化データが、第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量が目標符号化データ量より多い場合には、第２の画像圧縮部から出力される符号化データが出力される。第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量から、第２の画像圧縮部が圧縮符号化する際の最適な圧縮条件を求めるので、第２の画像圧縮部から出力される符号化データは、目標符号化データ量に対してほぼ同じデータ量になる。
【００３１】
これにより、所定のレートで動作する後段部に対して、後段部の動作レートから想定される目標符号化データ量より少ないデータ量の符号化データが符号化データ選択部から出力されるため、後段部が処理破綻することがない画像圧縮システムを実現することができる。
【００３２】
また、第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量が目標符号化データ量より多いということが複数の静止画像で連続した場合においても、第２の画像圧縮部から出力される符号化データから、従来の技術で示したような同一の静止画像ではなく、連続した動きのある静止画像として得ることができるので、違和感の少ない良好な動画像を得ることができる画像圧縮システムを実現することができる。
【００３３】
請求項２の発明によれば、第１の画像圧縮部及び第２の画像圧縮部は、同一の圧縮条件に従って圧縮符号化を行う。これにより、第１の画像圧縮部、及び第２の画像圧縮部に設定する圧縮条件の算出、及び保持を共通にできるため、画像圧縮装置を簡易に構成することができる。
【００３４】
請求項３の発明によれば、先行する複数の静止画像の圧縮符号化で生成された符号化データのデータ量に基づいて、現静止画像を圧縮符号化した場合の符号化データのデータ量を予測して第１の圧縮条件の設定を行う。これにより、第１の画像圧縮部から出力される符号化データのデータ量を目標符号化データ量に近づけることが可能になる画像圧縮装置を実現することができる。
【００３５】
請求項４の発明によれば、第１の画像圧縮部から出力された符号化データのデータ量が、２回以上連続して目標符号化データ量より多いと判定されたとき、第２の画像圧縮部から出力される符号化データが出力される。これにより、第２の画像圧縮部は常時動作させずに済むので、画像圧縮装置を省電力に構成することができる。
【００３６】
請求項５の発明によれば、第１の画像圧縮部の出力する符号化データのデータ量が目標符号化データ量より多い場合についてのみ、次静止画像における第２の画像圧縮部の圧縮符号化を行う。これにより、画像圧縮装置における第２の画像圧縮部の省電力化を最適にすることができる。
【００３７】
請求項６の発明によれば、符号化データ選択部が出力する符号化データに対して、第１の画像圧縮部から出力された符号化データか、第２の画像圧縮部から出力された符号化データかを認識できる情報が付加される。これにより、例えば、符号化データの出力先である外部装置は、符号化データに付加された識別データを解読することにより、表示部等により画像を閲覧する際、閲覧している画像はどちらの画像圧縮部からの出力なのか、つまり、どの程度遅延しているのかを認識できるような画像圧縮システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明が適用されるカプセル内視鏡システムの概要を示すものである。図１において、カプセル内視鏡システムは、体腔内にて撮像を行い画像データを無線で伝送する体内撮影用画像伝送装置１と、伝送された画像データの蓄積、表示等を行う体外装置２から構成される。
【００３９】
カプセル内視鏡システムでは、体腔内の撮像、画像データの伝送及び画像の表示が一定のレートで連続的に行われている。また、体内撮影用画像伝送装置１は、用途により、その装置内に処置具や薬剤を保持している。体外装置２は、体内撮影用画像伝送装置１から送られてきた画像データを受信する受信部３と、画像を蓄積する画像蓄積部４と、画像処理を行う画像処理部５と、モニタ６とを備えている。
【００４０】
体内撮影用画像伝送装置１から送られてきた画像データは、受信部３で受信され、画像蓄積部４に蓄積される。また、この画像データは、画像処理部５を介してモニタ６に送られ、モニタ６で閲覧され、診断や治療の用途として使用される。
【００４１】
本発明は、このようなカプセル内視鏡システムにおいて、体内撮影用画像伝送装置１から体外装置２に画像データを転送するのに用いることができる。
【００４２】
図２は、本発明の第１の実施形態による画像伝送システムの概略構成を示すブロック図である。図２において、符号１０は画像伝送装置、符号２０は画像表示装置である。画像伝送装置１０は、撮像により得られた画像データを圧縮符号化して符号化データに変換し、変換した符号化データを、所定の伝送レートを持つ伝送路を介して画像表示装置２０に伝送するものである。画像表示装置２０は、画像伝送装置１０から伝送されてきた符号化データを受信し、この符号化データを伸張して、表示するものである。
【００４３】
画像伝送装置１０は、画像撮像部１１、画像データ蓄積部１２、画像圧縮部１３、圧縮条件保持部１４、画像圧縮部１５、圧縮条件保持部１６、圧縮条件設定部１７、符号化データ選択部１８、画像伝送部１９から構成されている。
【００４４】
画像撮像部１１は、色フィルタ、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等に代表される固体撮像素子、Ａ／Ｄ変換器等、画像データを生成するために必要な機能を有している。撮像対象である被写体に対し、色フィルタ、固体撮像素子を介して被写体からの光を受光し、その受光量に応じた電気信号が生成される。
【００４５】
固体撮像素子には、図３に示すように、受光した光から電気信号を生成する３原色ＲＧＢの受光素子が配列されており、固体撮像素子での一回の撮像に対し、各々の受光素子から生成される電気信号が一つの静止画像（以下、フレーム）として扱われる。また、ＣＩＦ（横３５２ｘ縦２８８）やＶＧＡ（横６４０ｘ縦４８０）等に代表される画像サイズは、２次元平面上に配列された受光素子の個数に依存する。生成された電気信号は、Ａ／Ｄ変換器によりデジタルデータとして画像データに変換される。このようなことを一定間隔で繰り返し行うことにより、一定のレートで静止画像を得ることができ、画像表示装置２０において一定間隔で静止画像を表示することにより、動画像として閲覧することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、固体撮像素子から生成される電気信号を、図４（Ａ）に示すような順次走査で読み出し、各フレームごとに処理を行うプログレッシブ方式を前提として説明するが、図４（Ｂ）に示すような飛び越し走査で読み出し、各フィールドごとに処理を行うインターレース方式であっても、本画像伝送システムに適用可能である。
【００４７】
図２において、画像撮像部１１で生成された画像データは、画像データ蓄積部１２及び画像圧縮部１３に供給される。
【００４８】
画像データ蓄積部１２は、ＳＲＡＭ等で構成されるフレームメモリを有し、画像撮像部１１から出力される画像データを１フレーム分蓄積する。そして、図５に示すようなタイミングで、画像撮像部１１から出力される画像データの蓄積、及び画像圧縮部１５へ蓄積された画像データの入力を繰り返す。
【００４９】
つまり、図５（Ａ）に示すように、画像撮像部１１からは、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の画像データＦ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・が順に出力される。画像データ蓄積部１２は、この画像撮像部１１からの画像データＦ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・を、図５（Ｂ）に示すようなタイミングで書き込む。これと同時に、画像撮像部１１からの画像データＦ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・は画像圧縮部１３に送られて、圧縮符号化される。画像データ蓄積部１２に蓄積された画像データＦ０、Ｆ１、Ｆ２、・・・は、図５（Ｃ）に示すようなタイミングで読み出される。そして、画像データ蓄積部１２から読み出された画像データＦ０、Ｆ１、Ｆ２、・・・は、図５（Ｄ）に示すようなタイミングで画像圧縮部１５に送られて、圧縮符号化される。
【００５０】
このように、画像撮像部１１から、図５（Ａ）に示すようなタイミングで、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の画像データＦ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・が出力され、画像圧縮部１３でこのフレーム「１」、「２」、「３」、・・・の画像データＦ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・が圧縮符号化される。このとき、画像データ蓄積部１２からは、これに先行するフレーム「０」、「１」、「２」、・・・の画像データＦ０、Ｆ１、Ｆ２、・・・が出力され、画像圧縮部１５で、先行するフレーム「０」、「１」、「２」、・・・の画像データが圧縮符号化されることになる。
【００５１】
図２において、画像圧縮部１３及び画像圧縮部１５は、ＪＰＥＧ方式により画像データを圧縮符号化するものである。ＪＰＥＧ方式は、本来、静止画像を対象に考えられた画像圧縮方式であるが、静止画像が一定のレートで連続した状態が動画像であると考え、各静止画像ごとに圧縮符号化を行うことにより、動画像に対する画像圧縮方式としても用いられる。
【００５２】
ＪＰＥＧ方式には、圧縮符号化前の画像データと、圧縮符号化後の符号化データに伸張復号化を行って得られた画像データが等価になる可逆圧縮(lossless)と、圧縮符号化前の画像データと、圧縮符号化後の符号化データに伸張復号化を行って得られた画像データとで差が生じる非可逆圧縮(lossy)がある。一般的に、可逆圧縮方式よりも非可逆圧縮方式の方が、符号化データのデータ量を多く削減することができる。以降では、ＪＰＥＧ方式は非可逆圧縮を行うことを前提として説明する。
【００５３】
ＪＰＥＧ方式の圧縮符号化処理は、周波数変換処理と、量子化処理と、可変長符号化処理からなる。周波数変換処理では、画像データを（縦８画素×横８画素）のブロックに分割し、各ブロックに対してＤＣＴを施すことにより周波数分解を行う。量子化処理では、周波数変換処理により周波数分解された各要素に対して、量子化テーブルに基づく数値で除算する。
【００５４】
この量子化処理においては、周波数分解された各要素の除算による下位ビットの切り捨て等の丸め込み処理が行われる。可変長符号化処理では、量子化処理された各要素に対して、発生確率が高い要素は短い符号化データに変換し、発生確率が低い要素は長い符号化データに変換するようなハフマン符号化を施すことにより、画像データの冗長部分の削除を行う。
【００５５】
このようなＪＰＥＧ方式では、量子化処理において、周波数分解された各要素の除算による下位ビットの切り捨て等の丸め込み処理が行われる。圧縮符号化によって生成された符号化データから画像データを生成する伸張復号化では、上記丸め込み処理で失われた情報を完全に再現できないため、非可逆圧縮方式となる。
【００５６】
また、ＪＰＥＧ方式では、同一の画像データに対して生成される符号化データのデータ量は、量子化処理における量子化テーブルの設定に依存して変化する。量子化テーブルの量子化幅を広く設定すれば、圧縮率が大きくなり、生成される符号化データのデータ量は少なくなる。これに対して、量子化テーブルの量子化幅を狭く設定すれば、圧縮率が小さくなり、生成される符号化データのデータ量は多くなる。
【００５７】
図２における画像圧縮部１３及び画像圧縮部１５は、上述のようなＪＰＥＧの圧縮符号化処理を行うものである。すなわち、画像圧縮部１３及び画像圧縮部１５は、各々、入力画像データをブロックに分割し、各ブロックに対してＤＣＴを施して周波数分解を行い、周波数変換処理により周波数分解された各要素に対して量子化テーブルに基づく数値で除算して量子化を行い、量子化処理された各要素に対して、ハフマン符号化を施す。
【００５８】
画像圧縮部１３及び画像圧縮部１５に対する量子化テーブル等の圧縮条件は、画像圧縮部１３からの符号化データのデータ量に基づいて圧縮条件設定部１７で求められ、圧縮条件保持部１４及び圧縮条件保持部１６により画像圧縮部１３及び画像圧縮部１５に設定される。
【００５９】
なお、圧縮条件保持部１４及び圧縮条件保持部１６には、量子化テーブルの他に、画像サイズやリスタートマーカ等といったＪＰＥＧ特有の情報も保持されている。これらの情報は、量子化テーブル含めて、生成された符号化データにヘッダとして付加される。
【００６０】
画像伝送装置１０から伝送された符号化データを受信する画像表示装置２０は、符号化データに付加されたヘッダを認識することにより、伸張復号化や画像の表示を行うことができる。
【００６１】
画像圧縮部１３で生成された符号化データは、圧縮条件設定部１７に供給されると共に、符号化データ選択部１８に供給される。画像圧縮部１５で生成された符号化データは、符号化データ選択部１８に供給される。
【００６２】
圧縮条件設定部１７は、図６に示すように、符号化データ量カウント部３１、符号化データ量比較部３２、目標符号化データ量保持部３３、圧縮条件算出部３４から構成されている。
【００６３】
符号化データ量カウント部３１は、画像圧縮部１３で圧縮符号化した１フレーム分の符号化データのデータ量をカウントするものである。符号化データ量比較部３２は、符号化データ量カウント部３１でカウントした符号化データのデータ量と、目標符号化データ量保持部３３に保持されている目標符号化データ量とを比較するものである。
【００６４】
入力端子３０からは、画像圧縮部１３で圧縮符号化された符号化データが供給される。この符号化データが符号化データ量カウント部３１に供給される。符号化データ量カウント部３１で、１フレーム分の符号化データのデータ量がカウントされる。
【００６５】
符号化データ量カウント部３１でカウントされた１フレーム分の符号化データのデータ量は、符号化データ量比較部３２に供給される。また、符号化データ量比較部３２には、目標符号化データ量保持部３３から１フレーム分の目標データ量が供給される。
【００６６】
目標符号化データ量保持部３３に保持されている目標符号化データ量は、画像伝送部１９の伝送レートと、一定の時間に画像伝送装置１０が処理するフレームの数（以下、フレームレート）に依存して一意的に決定される。例えば、画像伝送部１９の伝送レートが２．２５Ｍｂｐｓ（１秒間に2,250,000ビットの伝送）で、フレームレートが３０ｆｐｓ（１秒間に３０フレームの処理）である場合、目標符号化データ量は、2,250,000÷30=75,000ビット（ただし、オーバーヘッド等を考慮する場合はこの限りではない）となる。
【００６７】
符号化データ量比較部３２で、符号化データ量カウント部３１でカウントされた符号化データのデータ量と、目標符号化データ量保持部３３に保持されている目標符号化データ量とが比較される。そして、この比較結果は、出力端子３５から出力されると共に、圧縮条件算出部３４に供給される。
【００６８】
ＪＰＥＧ方式では、同一の画像データに対して生成される符号化データのデータ量は、量子化処理における量子化テーブルの設定に依存して変化する。すなわち、量子化テーブルの量子化幅を広く設定すれば、生成される符号化データのデータ量は少なく、逆に、量子化テーブルの量子化幅を狭く設定すれば、生成される符号化データのデータ量は多くなる。また、量子化テーブルを固定とした場合、生成される符号化データのデータ量は、画像データに依存して変化する。
【００６９】
圧縮条件算出部３４は、符号化データ量比較部３２での比較結果に基づき、量子化テーブルを算出するものである。すなわち、符号化データ量比較部３２での比較結果が、「符号化データのデータ量＞目標符号化データ量」であるならば、量子化テーブルの量子化幅を差に対応した値だけ大きくし、「符号化データのデータ量＜目標符号化データ量」であるならば、量子化テーブルの量子化幅を差に対応した値だけ小さくし、「符号化データのデータ量＝目標符号化データ量」であるならば、量子化テーブルは現状のままにする。
【００７０】
圧縮条件算出部３４で算出された量子化テーブル等の圧縮条件は、出力端子３６及び３７から圧縮条件保持部１４、圧縮条件保持部１６に供給される。
【００７１】
図２において、画像撮像部１１は、一定のレートで画像を撮像するため、あるフレームに対して、その前後のタイミングで得られるフレームとの相関性は高い。したがって、あるフレームに対して、そのフレームの前のタイミングで得られるフレームの符号化データのデータ量から導き出された量子化テーブルは、あるフレームの符号化データのデータ量を目標符号化データ量に近づけるためには、適した量子化テーブルと言える。このため、このようにして求められた量子化テーブルを用いて圧縮することで、画像圧縮部１３から出力される各フレームの符号化データのデータ量を目標符号化データ量に近づけることが可能になる。
【００７２】
また、このようにして導き出された量子化テーブルは、画像圧縮部１５が圧縮符号化するフレームに対しては最適な量子化テーブルと言えるので、画像圧縮部１５から出力される各フレームの符号化データのデータ量は目標符号化データ量とほぼ同じになる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、目標符号化データ量保持部３３に保持されている目標符号化データ量は、一律固定値としているが、画像伝送装置１０に、更に、目標符号化データ量設定部を設け、目標符号化データ量設定部が、目標符号化データ量保持部３３に保持されている目標符号化データ量を変更することにより、１フレームに対する符号化データのデータ量を可変にする構成であっても、本画像伝送システムに適用可能である。
【００７４】
また、図６における符号化データ量比較部３２からの符号化データのデータ量と目標符号化データ量との比較結果は、出力端子３５から出力され、制御信号として符号化データ選択部１８に供給される。図２において、符号化データ選択部１８は、この制御信号により画像圧縮部１３からの符号化データと画像圧縮部１５からの符号化データとを選択して出力する。すなわち、符号化データのデータ量と目標符号化データ量との比較結果、画像圧縮部１３からの符号化データのデータ量が目標符号化データ量以下の場合には、画像圧縮部１３からの符号化データが出力されるように、符号化データ選択部１８が設定される。画像圧縮部１３からの符号化データのデータ量が目標符号化データ量を越えている場合には、画像圧縮部１５からの符号化データが出力されるように、符号化データ選択部１８が設定される。
【００７５】
図２において、画像伝送部１９は、伝送するデータを蓄積するバッファメモリを２つ有しており、一定の伝送レートを持つ伝送路を介して、符号化データ選択部１８から出力される符号化データを画像表示装置２０に伝送する。画像伝送部１９は、バッファメモリを２つ有することにより、図７のタイミングチャートに示すように、画像の撮像から圧縮符号化まで行う処理と、符号化データを伝送する処理とを並列に行うことができる。
【００７６】
すなわち、図７（Ａ）に示すように、画像伝送部１９に符号化データ選択部１８からフレーム「１」、「２」、「３」、・・・の符号化データＤ１、Ｄ２，Ｄ３、・・・が入力されると、最初に、フレーム「１」の符号化データＤ１を一方のバッファメモリ（図７（Ｂ））に書き込む。続いて、フレーム「２」の符号化データＤ２を他方のバッファメモリ（図７（Ｃ））に書き込むと同時に、図７（Ｄ）に示すように、一方のバッファメモリに蓄積されたフレーム「１」の符号化データＤ１を画像伝送部１９から出力して伝送する。以上の動作を繰り返すことにより、画像の撮像から圧縮符号化まで行う処理と、符号化データを伝送する処理を連続的に行う。
【００７７】
また、符号化データを伝送する際には、必要に応じてエラー訂正（検出）コードや同期コード等を符号化データに付加させてから伝送を行う。なお、画像伝送部１９が符号化データを出力する伝送路は、無線、有線のどちらであっても良い。
【００７８】
図２において、画像表示装置２０は、画像伝送装置１０から伝送された符号化データを伸張復号化して画像データに変換し、変換した画像データを画像として表示するものであり、画像受信部２１、画像伸張部２２、画像表示部２３から構成されている。
【００７９】
画像受信部２１は、画像伝送装置１０から伝送される符号化データを受信し、画像伸張部２２に供給する。画像伝送部１９と同様に、受信した符号化データを蓄積するバッファメモリを２つ有することにより、符号化データを受信する処理と、符号化データの伸張復号化から画像の表示までを行う処理とを連続的に行うことができる。また、符号化データを受信する際には、必要に応じて符号化データに付加されたコードに基づいて、エラー訂正（検出）や同期検出等の処理を行う。
【００８０】
画像伸張部２２は、画像圧縮部１３、又は画像圧縮部１５で付加された符号化データのヘッダに基づいて、復号化処理、逆量子化処理、逆周波数変換処理をこの順で行う。
【００８１】
復号化処理、逆量子化処理、逆周波数変換処理は、各々、画像圧縮部１３又は画像圧縮部１５における可変長符号化処理、量子化処理、周波数変換処理の逆演算になり、復号化処理は、発生確率によって割り当てられた符号化データを復号化して各要素に変換する処理であり、逆量子化処理は、符号化データのヘッダとして付加された量子化テーブルに基づく数値で乗算する処理であり、逆周波数変換処理は、縦８画素×横８画素のブロックごとに周波数分解された各要素に対して逆ＤＣＴを施すことにより、画像データに変換する処理である。
【００８２】
画像伸張部２２で変換された画像データは、画像表示部２３に供給される。画像表示部２３は、モニタ等を介して、画像伸張部２２から出力される画像データをフレームごとに画像として表示する。フレームごとに画像を表示する際には、画像伝送装置１０から伝送されるフレームレートに合わせて連続的に表示することにより、動画像として表現する。
【００８３】
図８及び図９は、本発明の第１の実施形態の各部のタイミングチャートを示すものである。図８は、相関のある高い画像が連続して入力されたときのタイミングチャートである。
【００８４】
図８（Ａ）に示すように、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の画像データＦ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・が画像撮像部から出力されており、画像圧縮部１３では、図８（Ｂ）に示すようなタイミングで、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・が出力されているとする。そして、画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・のデータ量は、全て、目標符号化データ量以下であるとする。
【００８５】
この場合、画像圧縮部１３では、図８（Ｂ）に示すようなタイミングで、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・が出力され、画像圧縮部１５では、図８（Ｃ）に示すように、先行するフレーム「０」、「１」、「２」、・・・の符号化データＤ０ｂ、Ｄ１ｂ，Ｄ２ｂ、・・・が出力され、画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・のデータ量は目標符号化データ量以下であるので、図８（Ｄ）に示すように、画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａ，Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・が符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。
【００８６】
これに対して、図９は、画像間での変化が激しい静止画像が連続して入力されたときのタイミングチャートである。
【００８７】
図９（Ａ）に示すように、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の画像が画像撮像部から出力されており、画像圧縮部１３では、図９（Ｂ）に示すようなタイミングで、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・が出力されているとする。そして、画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａのデータ量は目標符号化データ量以下であり、符号化データＤ４ａ、Ｄ５ａ、Ｄ６ａのデータ量は目標符号化データ量を越えており、符号化データＤ７ａ、Ｄ８ａのデータ量は目標符号化データ量以下であるとする。
【００８８】
この場合、画像圧縮部１３からは、図９（Ｂ）に示すようなタイミングで、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・が出力され、画像圧縮部１５からは、図９（Ｃ）に示すように、先行するフレーム「０」、「１」、「２」、・・・の符号化データＤ０ｂ、Ｄ１ｂ，Ｄ２ｂ、・・・が出力される。
【００８９】
画像圧縮部１３からフレーム「１」、「２」、「３」の符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａが出力されるときには、符号化データ量が目標符号化データ量より小さくなっているので、図９（Ｄ）に示すように、画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａが符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。
【００９０】
画像圧縮部１３からフレーム「４」、「５」、「６」の符号化データＤ４ａ、Ｄ５ａ、Ｄ３ａが出力されるときには、符号化データ量が目標符号化データ量を越えているので、図９（Ｄ）に示すように、画像圧縮部１５からのフレーム「３」、「４」、「５」の符号化データＤ３ｂ、Ｄ４ｂ、Ｄ５ｂが符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。
【００９１】
圧縮条件設定部１７により導き出された量子化テーブルは、画像圧縮部１３によって圧縮符号化された符号化データのデータ量に基づき設定されており、画像圧縮部１５が圧縮符号化するフレームに対しては最適な量子化テーブルと言える。したがって、画像圧縮部１５からのフレーム「３」、「４」、「５」の符号化データＤ３ｂ、Ｄ４ｂ、Ｄ５ｂを選択することで、符号化データのデータ量が目標符号化データ量を越えることがなくなる。
【００９２】
画像圧縮部１３からフレーム「７」、「８」の符号化データＤ７ａ、Ｄ８ａが出力されるときには、符号化データ量が目標符号化データ量より小さくなっているので、図９（Ｄ）に示すように、画像圧縮部１３からの符号化データＤ７ａ、Ｄ８ａが符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。
【００９３】
このように、画像撮像部１１においてフレーム間で相関性の低い画像データが得られた場合であっても、画像圧縮部１５からの符号化データを選択することで、画像伝送部１９にて伝送する符号化データのデータ量は、常に目標符号化データ量以下なので、画像伝送部１９があるフレームの符号化データの伝送を終了する前に次フレームの符号化データの伝送を開始しなくてはならないという事態を回避でき、画像表示装置２０にて画像を表示する際に、画像伝送装置１０から上記事態により正常に符号化データを受信できないことによる画像のコマ落ち（歯抜け）を防止することができる。
【００９４】
また、このようなフレーム間で相関性の低い画像データが複数フレームで連続して得られた場合においても、画像圧縮部１５から出力された符号化データが画像表示装置２０に伝送されるので、画像を表示する際、動画像として違和感の少ない良好な画像を得ることができる。
【００９５】
このような画像伝送システムをカプセル内視鏡システムに適用することで、体内撮影用画像伝送装置１の処理破綻による画像のコマ落ちを防止することができ、フレーム間で相関性の低い画像データが複数フレームで連続して得られた場合においても、体外装置２は体内撮影用画像伝送装置１の経過を把握することができる。ゆえに、カプセル内視鏡システムにおける円滑な診断、及び治療の助長を促すことが可能になる。
【００９６】
なお、本発明の第１の実施形態の画像伝送装置１０では、圧縮条件設定部１７は、圧縮条件保持部１４、圧縮条件保持部１６を介して、画像圧縮部１３、画像圧縮部１５に量子化テーブルを設定しているが、圧縮条件保持部１４、圧縮条件保持部１６は必須要件ではなく、画像圧縮部１３、画像圧縮部１５に量子化テーブルを保持する機能が含まれていたり、量子化テーブルを保持する機能を有することなく、直接、画像圧縮部１３、画像圧縮部１５に量子化テーブルを設定する構成でも構わない。
【００９７】
また、画像圧縮部１３、画像圧縮部１５に設定する量子化テーブルは同一の量子化テーブルとしているが、例えば、画像圧縮部１５に設定する量子化テーブルは常時更新し、一方、画像圧縮部１３に設定する量子化テーブルは常時固定にすることで、画像伝送装置１０の構成を簡易にするなど、その変形は多種多様である。
【００９８】
本発明の第１の形態の画像伝送装置１０では、画像圧縮部１３及び画像圧縮部１５に対応させて、圧縮条件保持部１４及び圧縮条件保持部１６を設けていたが、圧縮条件保持部１４及び圧縮条件保持部１６に保持する量子化テーブルは常に同一なので、図１０に示すように、圧縮条件保持部４１として共通化しても良い。
【００９９】
このように構成された画像伝送システムにおいては、画像圧縮部１３及び画像圧縮部１５に対して、圧縮条件保持部４１に保持された量子化テーブルを共用で使用し、圧縮条件保持部１４と、圧縮条件保持部１６とを別々に設ける必要がないので、画像伝送装置１０の小型化を実現することができる。
【０１００】
図１１は、画像伝送装置１０における圧縮条件設定部１７の他の構成を示すものである。図１１において、図６と同一の機能を有するものについては、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１０１】
図１１において、符号化データ量カウント部３１ａは、図６における符号化データ量カウント部３１の有する機能の他に、１フレーム分を圧縮符号化した符号化データのデータ量のカウント値を符号化データ量保持部４２に供給する機能を更に有する。
【０１０２】
符号化データ量保持部４２は、符号化データ量カウント部３１ａから出力される符号化データのデータ量のカウント値を、複数フレーム分保持する。符号化データ量保持部４２が保持するカウント値のフレーム数は、圧縮条件算出部３４ａが量子化テーブルを算出するにあたって必要とするフレーム数だけ保持しておけば良い。
【０１０３】
圧縮条件算出部３４ａは、図６における圧縮条件算出部３４と同様の方法で圧縮条件保持部１６に設定する量子化テーブルを算出する。一方、圧縮条件保持部１４に設定する量子化テーブルを算出するにあたっては、符号化データ量保持部４２に保持された複数フレームに対する符号化データのデータ量のカウント値に基づいて算出する。例えば、符号化データ量保持部４２には、圧縮符号化するフレームの以前に圧縮符号化した３フレーム分のカウント値が保持されている。
【０１０４】
図１２に示すように、フレーム「１」〜「３」のカウント値Ｋ１〜Ｋ３が変化したとすると、フレーム「４」を圧縮符号化する際の量子化テーブルを、図６に示した圧縮条件算出部３４のように、フレーム「３」に対する最適な量子化テーブルで圧縮符号化を行うと、フレーム「４」を圧縮符号化した符号化データのデータ量は、カウント値Ｋ４ａで示すように、目標符号化データ量に対して多くなってしまうということが容易に予測することができる。
【０１０５】
そこで、フレーム「４」を圧縮符号化する際に使用する量子化テーブルは、符号化データ量保持部４２に保持されたフレーム「１」〜「３」のカウント値Ｋ１〜Ｋ３の変化率を求め、その結果からフレーム「４」に対する量子化テーブルを算出する。すなわち、フレーム「４」に対する量子化テーブルは、フレーム「３」のカウント値から求められた量子化テーブルに対し、変化率に対応した値だけ量子化幅を大きく設定する。カウント値Ｋ４ｂは、このようにして求めた量子化テーブルで符号化を行ったときのデータ量を示す。
【０１０６】
このように構成された画像伝送システムにおいては、画像圧縮部１３が圧縮符号化するフレームの以前に圧縮符号化した複数フレームに対する符号化データのデータ量に基づいて、画像圧縮部１３が圧縮符号化するフレームに対する符号化データのデータ量を予測して、圧縮条件保持部１４に設定する量子化テーブルを算出するので、一つ前のフレームに対する符号化データのデータ量のみから量子化テーブルを算出していたものに比べ、より画像圧縮部１３から出力される符号化データのデータ量を目標符号化データ量に近づけることができる。これにより、画像圧縮部１３が、圧縮条件設定部１７から算出された量子化テーブルに基づいて圧縮符号化するのに比べ、符号化データのデータ量が目標符号化データ量に対して多くなってしまうという事態を回避することができる。
【０１０７】
また、量子化幅を大きく設定しすぎる、つまり、圧縮率（１フレームにおける符号化データのデータ量÷画像データのデータ量）が高すぎるということを防ぐことができるため、圧縮符号化による画質劣化を抑えることができ、ゆえに、画像伝送装置１０の高画質化を実現することができる。
【０１０８】
本発明の第１の実施形態の画像伝送システムにおいて、図２に示した各部に、以下に示すような機能を追加することにより、画像伝送システムの使い勝手をより良くすることができる。
【０１０９】
すなわち、符号化データ選択部１８では、符号化データを画像伝送部１９に出力するにあたって、画像圧縮部１３から出力された符号化データなのか、画像圧縮部１５から出力された符号化データなのかを判断できる情報を、符号化データのヘッダに付加する。画像表示部２３では、フレームごとに画像を表示するにあたって、符号化データ選択部１８で付加された符号化データのヘッダを認識することにより、現在表示されている画像がどちらの画像圧縮部から得られた画像なのかを画面に表示する。
【０１１０】
このように構成された画像伝送システムにおいては、画像表示部２３によって表示された画像を閲覧する際、その画像がどちらの画像圧縮部から生成された画像データなのかを認識することができるので、画像の閲覧者は表示された画像がどの程度遅延しているのかを知ることができる。
【０１１１】
本画像伝送システムをカプセル内視鏡システムに適用することで、画像圧縮部１３から出力された画像は治療用、画像圧縮部１５から出力された画像は診断用、又は経過観察用等といったように得られた画像を用途別に使い分けて使用することが可能になる。
【０１１２】
図１３は、本発明の第２の実施形態による画像伝送システムの概略構成を示すブロック図である。第１の実施形態と同一の機能を有する部については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１１３】
本発明の第２の実施形態による画像伝送システムの画像伝送装置５０における画像圧縮部１５ａは、第１実施の形態における画像圧縮部１５の有する機能の他に、符号化データ選択部１８ａから出力される制御信号に基づき、画像データ蓄積部１２に蓄積された画像データを圧縮符号化するかしないかを決定する機能を更に有する。
【０１１４】
本画像伝送システムにおける符号化データ選択部１８ａは、符号化データを画像伝送部１９に出力すると同時に、その符号化データを符号化データ保持部５３に出力する。符号化データ保持部５３は、符号化データ選択部１８ａから出力される符号化データを１フレーム分保持する。
【０１１５】
また、符号化データ選択部１８ａは、圧縮条件設定部１７から出力される比較結果が、「符号化データのデータ量＜目標符号化データ量」、又は「符号化データのデータ量＝目標符号化データ量」であるならば、次フレームに対する画像圧縮部１５ａの圧縮符号化を行わないことを示す制御信号を生成し、圧縮条件設定部１７からの出力である比較結果が、「符号化データのデータ量＞目標符号化データ量」であるならば、次フレームに対する画像圧縮部１５ａの圧縮符号化を行うことを示す制御信号を生成する。
【０１１６】
更に、符号化データ選択部１８ａは、圧縮条件設定部１７から出力される一つ前のフレームに対する比較結果を保持しておき、その保持した比較結果と、現在処理しているフレームに対する比較結果に基づき、画像伝送部１９に出力する符号化データの選択を行う。
【０１１７】
すなわち、現在処理しているフレームに対する比較結果が、「符号化データのデータ量＜目標符号化データ量」、又は「符号化データのデータ量＝目標符号化データ量」であるならば、画像圧縮部１３から出力される符号化データを画像伝送部１９に出力する。逆に、現在処理しているフレームに対する比較結果が、「符号化データのデータ量＞目標符号化データ量」であるならば、保持した一つ前のフレームに対する比較結果を参照する。
【０１１８】
そして、その一つ前のフレームに対する比較結果が、「符号化データのデータ量＜目標符号化データ量」、又は「符号化データのデータ量＝目標符号化データ量」、つまり、現在処理しているフレームに対する符号化データのデータ量が目標符号化データ量以上で、且つ、一つ前のフレームに対する符号化データのデータ量が目標符号化データ量未満であるならば、符号化データ保持部５３に保持された符号化データを画像伝送部１９に出力する。
【０１１９】
一方、その一つ前のフレームに対する比較結果が、「符号化データのデータ量＞目標符号化データ量」、つまり、現在処理しているフレームに対する符号化データのデータ量が目標符号化データ量以上で、且つ、一つ前のフレームに対する符号化データのデータ量が目標符号化データ量以上であるならば、画像圧縮部１５ａから出力される符号化データを画像伝送部１９に出力する。
【０１２０】
図１４及び図１５は、本実施の形態による画像伝送装置５０の各部のタイミングチャートを示すものである。図１４は、相関のある高い画像が連続して入力されたときのタイミングチャートである。
【０１２１】
図１４（Ａ）に示すように、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の画像データＦ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・が画像撮像部１１から出力されており、画像圧縮部１３では、図１４（Ｂ）に示すようなタイミングで、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・が出力されているとする。そして、画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・のデータ量は、全て、目標符号化データ量以下であるとする。
【０１２２】
図１４（Ａ）に示すように、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の画像データＦ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・が画像撮像部から出力されているとすると、画像圧縮部１３では、図１４（Ｂ）に示すようなタイミングで、符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・が出力され、画像圧縮部１３からの符号化データのデータ量が目標符号化データ量より小さくなっているため、図１４（Ｅ）に示すように、画像圧縮部１３からのフレーム「１」、「２」、「３」、・・・の符号化データＤ１ａ，Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・が符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。また、図１４（Ｄ）に示すように、この画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａ，Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・が符号化データ保持部５３に保持される。
【０１２３】
これに対して、図１５は、画像間での変化が激しい画像が連続して入力されたときのタイミングチャートである。図１５（Ａ）に示すように、フレーム「１」、「２」、「３」、・・・の画像データＦ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・が画像撮像部から出力されており、画像圧縮部１３からは、図１５（Ｂ）に示すようなタイミングで、符号化データＤ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａ、・・・が出力されているとする。そして、画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａのデータ量は目標符号化データ量以下であり、符号化データＤ２ａのデータ量は目標符号化データ量を越えており、符号化データＤ３ａのデータ量は目標符号化データ量以下であり、符号化データＤ４ａ、Ｄ５ａ、Ｄ６ａのデータ量は目標符号化データ量を越えており、符号化データＤ７ａ、Ｄ８ａのデータ量は目標符号化データ量以下であるとする。
【０１２４】
画像撮像部１１からのフレーム「１」の画像データＦ１が出力されるときには、画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａの符号化データ量が目標符号化データ量以下になるので、図１５（Ｅ）に示すように、画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａが符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。また、図１５（Ｄ）に示すように、この画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａが符号化データ保持部５３に保持される。また、画像圧縮部１３からの符号化データＤ１ａの符号化データ量が目標符号化データ量以下のときには、図１５（Ｃ）に示すように、画像圧縮部１５ａの動作は停止される。
【０１２５】
画像撮像部１１からのフレーム「２」の画像データＦ２が出力されるときには、画像圧縮部１３からの符号化データＤ２ａの符号化データ量が目標符号化データ量を越えているので、図１５（Ｅ）に示すように、符号化データ保持部５３に保持されていた符号化データＤ１ａ（図１５（Ｄ））が符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。そして、画像圧縮部１５ａを動作させるための制御信号が送られ、図１５（Ｃ）に示すように、次回から画像圧縮部１５ａが動作するようになる。
【０１２６】
画像撮像部１１からのフレーム「３」の画像データＦ３が出力されるときには、画像圧縮部１３からの符号化データＤ３ａの符号化データ量が目標符号化データ量以下になるので、図１５（Ｅ）に示すように、画像圧縮部１３からの符号化データＤ３ａが符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。また、図１５（Ｄ）に示すように、この画像圧縮部１３からの符号化データＤ３ａが符号化データ保持部５３に保持される。また、画像圧縮部１３からの符号化データＤ３ａの符号化データ量が目標符号化データ量以下になるので、画像圧縮部１５ａを動作を停止させるための制御信号が送られ、図１５（Ｃ）に示すように、次回からの画像圧縮部１５ａの動作は停止される。
【０１２７】
画像撮像部１１からのフレーム「４」の画像データＦ４が出力されるときには、画像圧縮部１３からの符号化データＤ４ａの符号化データ量が目標符号化データ量を越えている。この場合には、一つ前のフレームに対する符号化データのデータ量が目標符号化データ量以下であるので、図１５（Ｅ）に示すように、符号化データ保持部５３に保持されていた符号化データＤ３ａが符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。そして、図１５（Ｃ）に示すように、次回から画像圧縮部１５ａが動作するようになる。
【０１２８】
画像撮像部１１からのフレーム「５」の画像データＦ５が出力されるときには、画像圧縮部１３からの符号化データＤ５ａの符号化データ量が目標符号化データ量を越えている。この場合には、一つ前のフレームに対する符号化データのデータ量は目標符号化データ量より大きいので、図１５（Ｅ）に示すように、画像圧縮部１５ａからの符号化データＤ４ｂ（図１５（Ｃ））が符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。
【０１２９】
画像撮像部１１からのフレーム「６」の画像データＦ６が出力されるときには、画像圧縮部１３からの符号化データＤ６ａの符号化データ量が目標符号化データ量を越えている。この場合には、一つ前のフレームに対する符号化データのデータ量は目標符号化データ量より大きいので、図１５（Ｅ）に示すように、画像圧縮部１５ａからの符号化データＤ５ｂ（図１５（Ｃ））が符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。
【０１３０】
画像撮像部１１からのフレーム「７」の画像データＦ７が出力されるときには、画像圧縮部１３からの符号化データＤ７ａの符号化データ量が目標符号化データ量以下になる。このときには、図１５（Ｅ）に示すように、画像圧縮部１３からの符号化データＤ７ａが符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。また、図１５（Ｄ）に示すように、この画像圧縮部１３からの符号化データＤ７ａが符号化データ保持部５３に保持される。また、画像圧縮部１３からの符号化データＤ７ａの符号化データ量が目標符号化データ量以下になるので、図１５（Ｃ）に示すように、次回からの画像圧縮部１５ａの動作は停止される。
【０１３１】
画像撮像部１１からのフレーム「８」の画像データＦ８が出力されるときには、画像圧縮部１３からの符号化データＤ８ａの符号化データ量が目標符号化データ量以下になる。このときには、図１５（Ｅ）に示すように、画像圧縮部１３からの符号化データＤ８ａが符号化データ選択部１８で選択されて画像伝送部１９に送られる。また、図１５（Ｄ）に示すように、この画像圧縮部１３からの符号化データＤ８ａが符号化データ保持部５３に保持される。また、画像圧縮部１３からの符号化データＤ８ａの符号化データ量が目標符号化データ量以下になるので、図１５（Ｃ）に示すように、画像圧縮部１５ａの動作は停止されている。
【０１３２】
なお、符号化データ保持部５３では、符号化データ選択部１８ａから出力される符号化データを１フレーム分保持すると先に記載したが、符号化データ選択部１８ａが、画像伝送部１９に出力する符号化データを画像圧縮部１５ａ、又は符号化データ保持部５３から出力される符号化データを選択した場合は、画像伝送部１９に出力する符号化データを符号化データ保持部５３に保持する必要性がないので、符号化データを符号化データ保持部５３に保持する動作を行っていない。
【０１３３】
以上のように、本画像伝送システムにおいて、画像圧縮部１５ａでは、符号化データのデータ量が目標符号化データ量以上となったときに限り、次のフレームに対する圧縮符号化を行う。符号化データ選択部１８ａでは、現フレームに対する符号化データのデータ量と目標符号化データ量との比較結果と、一つ前のフレームに対する符号化データのデータ量と目標符号化データ量との比較結果に基づき、画像圧縮部１３から出力された符号化データを画像伝送部１９に出力するか、符号化データ保持部５３から出力された符号化データを画像伝送部１９に出力するか、画像圧縮部１５ａから出力された符号化データを画像伝送部１９に出力するかを決定する。
【０１３４】
したがって、この実施の形態では、本画像伝送システムは、画像圧縮部１５ａが常時動作する必要がないので、画像圧縮部１５ａが動作しないときには画像圧縮部１５ａへ供給する電源を止めることにより、省電力化を実現することができる。
【０１３５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、内視鏡における画像データの伝送の他、画像データを圧縮符号化して伝送するシステムにおいて利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明が適用できるカプセル内視鏡システムの一例の説明に用いるブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のブロック図である。
【図３】撮像素子に配列される色フィルタの説明図である。
【図４】撮像素子の走査の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における画像データ蓄積部の動作説明に用いるタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態における圧縮条件設定部の一例のブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における画像伝送部の説明に用いるタイミングチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態の動作説明に用いるタイミングチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態の動作説明に用いるタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態における圧縮条件設定部の他の例のブロック図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態における圧縮条件設定部の他の例の説明に用いるグラフである。
【図１３】本発明の第２の実施形態における圧縮条件設定部の一例のブロック図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における動作説明に用いるタイミングチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態における動作説明に用いるタイミングチャートである。
【図１６】従来の画像伝送装置のブロック図である。
【図１７】従来の画像復号化システムのブロック図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１０ 画像伝送装置１１ 画像撮像部１２ 画像データ蓄積部１３ 画像圧縮部１４ 圧縮条件保持部１５ 画像圧縮部１６ 圧縮条件保持部１７ 圧縮条件設定部１８ 符号化データ選択部１９ 画像伝送部２０ 画像表示装置２１ 画像受信部２２ 画像伸張部２３ 画像表示部
【出願人】 【識別番号】００００００３７６
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
【出願日】 平成１９年７月１０日（２００７．７．１０）
【代理人】 【識別番号】１００１０６９０９
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄

【識別番号】１０００６４９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武

【識別番号】１００１０１４６５
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 正和

【識別番号】１０００９４４００
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 三義

【識別番号】１０００８６３７９
【弁理士】
【氏名又は名称】高柴 忠夫

【識別番号】１００１２９４０３
【弁理士】
【氏名又は名称】増井 裕士
【公開番号】 特開２００８−１１５４０（Ｐ２００８−１１５４０Ａ）
【公開日】 平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願番号】 特願２００７−１８１２１８（Ｐ２００７−１８１２１８）