電子内視鏡装置
【課題】先端部の外径を小さくしつつ、伝送誤りによる画質劣化を抑えた電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【解決手段】撮像部１１は、先端部１０に設けられ、被写体を撮像して画像信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部１２は、先端部１０に設けられ、画像信号を量子化して画像データを生成する。ＥＣＣ符号化部１３は、先端部１０に設けられ、誤り訂正符号を用いて画像データを符号化して符号化データを生成する。ＥＣＣ復号化部２１は、本体部２０に設けられ、符号化データを復号化することにより画像データの伝送誤りを訂正する。画像処理部２２は、本体部２０に設けられ、ＥＣＣ復号化部２１による訂正後に画像データに残る伝送誤りを補正する。
【解決手段】撮像部１１は、先端部１０に設けられ、被写体を撮像して画像信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部１２は、先端部１０に設けられ、画像信号を量子化して画像データを生成する。ＥＣＣ符号化部１３は、先端部１０に設けられ、誤り訂正符号を用いて画像データを符号化して符号化データを生成する。ＥＣＣ復号化部２１は、本体部２０に設けられ、符号化データを復号化することにより画像データの伝送誤りを訂正する。画像処理部２２は、本体部２０に設けられ、ＥＣＣ復号化部２１による訂正後に画像データに残る伝送誤りを補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子内視鏡装置にＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、相補型金属酸化膜半導体）撮像素子を搭載することが提案されている。ＣＭＯＳ撮像素子はＣＭＯＳ ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ、大規模集積回路）技術を用いて製造されるため、ＣＭＯＳ撮像素子にＡ／Ｄコンバータやその他の論理回路を混載して撮像ユニットを製造することができる。そのため、撮像素子の小型化が容易となる。
【０００３】
ＣＭＯＳ撮像素子においては、撮像ユニット内で画像信号を量子化してデジタルデータとして出力されるため、電子内視鏡装置の先端部から本体部までデジタルデータで画像を伝送することにより、ノイズによる伝送中の画質劣化を抑えることが出来る。しかし、デジタルデータによる伝送は、アナログ画像信号の伝送と比較して信号線数が増加したり、伝送帯域が増大することにより信号線径が太くなるという問題がある。
【０００４】
この問題を解決する方法として、ＲＧＢ画像データをＹＣｂＣｒ画像信号に変換して、色差ＣｂＣｒ信号のビット数を減らすことで信号線数を減らす方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ＲＧＢ画像データに誤り訂正符号（ＥＣＣ、Ｅｒｒｏｒ Ｃｈｅｃｋ ａｎｄ Ｃｏｒｒｅｃｔ）を付加し、走査線１本ごとに存在するブランク区間内に付加した符号部分を伝送し、さらにＰＳＫ変調（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ、位相偏移変調）によって信号線をまとめることで、信号線数の増大を押さえる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、誤り訂正符号によって符号化した画像データを伝送した後、受信側で誤り訂正を行い、誤り訂正が出来なかったデータの個数を送信側にフィードバックすることで、伝送路の伝送品質を撮影者に示す方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、無線で画像データと関連データを送信する際に誤り訂正符号や巡回検査符号を使用して保護する方法が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−３１６５１３号公報
【特許文献２】特開２００８−２００３４４号公報
【特許文献３】特開２００３−３４８３９１号公報
【特許文献４】特開２００７−３３０７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した方法では、小型化を重視する場合においては、伝送速度を遅くして画質を落とす必要があるという問題がある。また、画質を維持するために伝送速度を速くする方法を用いると、信号線数や信号線径が大きくなり、先端部の外径が大きくなるという問題がある。また、画質を維持しつつ信号線数や伝送速度を減らすためには、搬送波生成部や画素バッファや高圧縮符号化部を先端部に持つ必要があるという問題がある。また、誤りを減らすために、長い情報ビットに長い冗長ビットを付加する大規模な誤り訂正符号化回路を先端部に持つ必要があり、回路規模の観点から先端部が大きくなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、先端部の外径を小さくしつつ、伝送誤りによる画質劣化を抑えた電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、先端部と、本体部と、前記先端部と前記本体部とを通信可能に接続する伝送部とからなる電子内視鏡装置であって、前記先端部に設けられ、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像部と、前記先端部に設けられ、前記画像信号を量子化して画像データを生成するＡ／Ｄ変換部と、前記先端部に設けられ、誤り訂正符号を用いて前記画像データを符号化して符号化データを生成する符号化部と、前記本体部に設けられ、前記符号化データを復号化することにより前記画像データの伝送誤りを訂正する復号化部と、前記本体部に設けられ、前記復号化部による訂正後に前記画像データに残る伝送誤りを補正する画像処理部と、を有することを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１２】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記復号化部は、伝送誤りの訂正が不可能だった前記画像データに含まれる画素の位置を示す誤り画素位置情報を生成し、前記画像処理部は、前記誤り画素位置情報で特定される前記画素のデータを、画像補間により補間することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記画像処理部は、前記誤り画素位置情報で特定される前記画素のデータを、当該画素の周囲の画素の値に基づいて算出した値に置き換えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記本体部に設けられ、前記先端部の種類を判別し、前記先端部の種類を一意に特定する判別情報を生成する判別部を有し、前記符号化部は、前記先端部の種類毎に定められている誤り訂正符号を用いて前記符号化データを生成し、前記復号化部は、前記判別部が判別する前記先端部の種類に基づいて、当該先端部に設けられた前記符号化部で使用されている前記誤り訂正符号を特定し、当該誤り訂正符号を用いて前記符号化データを復号化することを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１５】
また、本発明は、前記先端部に設けられ、前記符号化データの一部を間引いて符号化データ長を縮めるパンクチャ部と、前記本体部に設けられ、前記パンクチャ部が間引いた部分に信号を追加して前記符号化データ長を元に戻す符号補間部と、を有することを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１６】
また、本発明は、前記本体部に設けられ、前記パンクチャ部が間引く前記符号化データのビット数を設定するモード選択信号を出力するモード選択部を有し、前記パンクチャ部は、前記符号化データのうち、前記モード選択信号で特定されるビット数のデータを間引くことを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１７】
また、本発明は、前記先端部に設けられ、前記符号化データから、前記先端部の種類毎に定められている位置のデータを間引いて符号化データ長を縮めるパンクチャ部と、前記本体部に設けられ、前記先端部の種類を判別し、前記先端部の種類を一意に特定する判別情報を生成する判別部と、前記本体部に設けられ、前記判別部が判別する前記先端部の種類に基づいて、当該先端部に設けられた前記パンクチャ部が前記データを間引く位置を特定し、当該特定した位置に信号を追加して前記符号化データ長を元に戻す符号補間部と、を有することを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１８】
また、本発明は、先端部と本体部とからなる電子内視鏡装置であって、前記先端部に設けられ、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像部と、前記先端部に設けられ、前記画像信号を量子化して画像データを生成するＡ／Ｄ変換部と、前記先端部に設けられ、誤り訂正符号を用いて前記画像データを符号化して符号化データを生成する符号化部と、前記先端部に設けられ、前記符号化データを前記本体部に送信する送信部と、前記本体部に設けられ、前記先端部から送信された前記符号化データを受信する受信部と、前記本体部に設けられ、前記符号化データを復号化することにより前記画像データの伝送誤りを訂正する復号化部と、前記本体部に設けられ、前記復号化部による訂正後に前記画像データに残る伝送誤りを補正する画像処理部と、を有することを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１９】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記送信部と前記受信部とは、無線通信を用いてデータの伝送を行うことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記符号化部と前記復号化部で用いる誤り訂正符号は、画素ごとに符号化および復号化する誤り訂正符号であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記撮像部は、原色フィルタまたは補色フィルタを有する単板式カラー撮像素子であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記画像処理部は、復号化した前記画像データに基づいてカラー画像データを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、先端部に設けられた符号化部が、誤り訂正符号を用いて画像データを符号化して符号化データを生成する。また、本体部に設けられた復号化部が、符号化データを復号化することにより画像データの伝送誤りを訂正する。また、本体部に設けられた画像処理部が、復号化部による訂正後に画像データに残る伝送誤りを補正する。これにより、先端部から本体部に伝送するデータ量を少なくすることができるため、先端部の外径を小さくしつつ、伝送誤りによる画質劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における誤り訂正符号を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における復号化されたＲＡＷ画像データの補間処理時のデータ例を示した概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における復号化されたＲＡＷ画像データの補間手順を示したフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態における復号化されたＲＡＷ画像データの補間処理時のデータ例を示した概略図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における誤り訂正符号を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。
【図９】本発明の第３の実施形態におけるパンクチャ部の回路構成を示した概略図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態における誤り訂正符号の冗長ビットの間引き処理を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、電子内視鏡装置１は、先端部１０と、本体部２０と、伝送部３０とを有する。先端部１０は、撮像部１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、ＥＣＣ符号化部１３（符号化部）とを有する。本体部２０は、ＥＣＣ復号化部２１（復号化部）と、画像処理部２２と、表示部２３とを有する。
【００２６】
撮像部１１は、ＣＭＯＳやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、電荷結合素子）等を備え、被写体を撮影して、各画素の受光強度を並べたＲＡＷ画像信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部１２は、アナログ信号であるＲＡＷ画像信号を量子化して、デジタルデータであるＲＡＷ画像データを生成する。
【００２７】
ＥＣＣ符号化部１３は、ＲＡＷ画像データから、誤り訂正符号を使用して符号化データを生成する。この際に、ビット誤りの訂正能力に比例した冗長ビット（冗長情報）が付加される。また、ＥＣＣ符号化部１３は、ＲＡＷ画像データの１画素毎に、ＲＡＷ画像データを符号化データに変換する。これにより、複数画素単位で符号化データに変換する場合と比較して、複数画素のデータを一時記憶する必要が無くなるため先端部１０に余分な記憶領域を備える必要がなく、またＥＣＣ符号化部１３も小さくできるため、先端部１０の回路規模を小さくすることが出来る。
【００２８】
また、後述する、伝送誤りを訂正するＥＣＣ復号化部２１によるＥＣＣ復号化において、誤り訂正不能なデータの単位を１画素単位とすることで、連続する複数の画素に伝送誤りが広がることを押さえ、画質の劣化が目立たないようにできる。なお、誤り訂正不能なデータの単位を１画素単位とする場合には、ブロック符号を用いることで遅延回路が減るため、回路規模を削減できるが、誤り訂正単位が１画素単位となる符号化方式であれば、符号化の方法はブロック符号でなくても良い。
【００２９】
伝送部３０は、先端部１０から本体部２０に符号化データを伝送する。伝送部３０が符号化データを先端部１０から本体部２０に伝送する際、伝送途中の条件によっては伝送誤りが発生する。なお、この伝送誤りは、符号化データ中のビットが反転することを意味する。
【００３０】
ＥＣＣ復号化部２１は、符号化データに含まれる伝送誤りを、誤り訂正符号によって訂正および検出し、復号化データと、誤り画素位置情報を生成する。例えば、符号化データに含まれる伝送誤り数が、誤り訂正能力の範囲内である場合には、ＥＣＣ復号化部２１は、伝送誤りを誤り訂正符号によって訂正する。また、符号化データに含まれる伝送誤り数が、誤り訂正能力より多く、かつ、誤り検出能力以下である場合には、ＥＣＣ復号化部２１は、誤りを訂正することは出来ないが検出することは可能であるため、この画素のデータは誤りを含んでいることを示す誤り検出情報を生成する。この誤り検出情報は、画素の位置と対応付けて管理され、誤り画素位置情報として後段の画像処理部に入力される。
【００３１】
画像処理部２２は、誤り画素位置情報を元に、復号化データに含まれる、ＥＣＣ復号化部２１で訂正できなかった誤りを持つ画素のデータを画像補間により補間し、出力データを生成する。表示部２３は、出力データに基づいた画像を表示する。
【００３２】
次に、誤り訂正符号による、誤り訂正および誤り検出方法について説明する。本実施形態では、誤り訂正符号の一方式である線形符号を用いる。線形符号は、情報ビットを複数集めた情報語を処理単位とし、各情報語に対して行列演算を行うことで符号語を生成する符号化方式の総称である。
【００３３】
以後の例では、情報ビットを０と１との２つの数字で表現し、情報ビット間の演算は、ガロア体ＧＦ（２）に従うとする。つまり、通常の算術加算と算術乗算に対して、１＋１＝０となるよう修正した演算を使用する。なお、情報語と符号語は、情報ビットを複数個まとめたベクトルであらわすことができる。具体的には、情報ビット数がｍであり、符号長がｎであるとき、情報語ｗはｗ＝｛ｗ１，ｗ２，ｗ３，・・・，ｗｍ｝と表現でき、符号語ｃはｃ＝｛ｃ１，ｃ２，ｃ３，・・・，ｃｎ｝と表現できる。
【００３４】
また、伝送中の誤りは、誤り位置ベクトルとしてｅ＝｛ｅ１，ｅ２，ｅ３，・・・，ｅｎ｝として表現でき、符号語と誤り位置ベクトルを加算したものが受信符号語ｒ＝ｃ＋ｅ＝｛ｒ１，ｒ２，ｒ３，・・・，ｒｎ｝となる。ここで、ｎ＞ｍとする。
【００３５】
線形符号において、情報語を符号語に変換する変換行列を生成行列と呼び、以後Ｇと表現する。このとき、符号化処理はｃ＝ｗＧで表現することができる。伝送中に誤りが発生する場合、受信時の符号語ｒはｒ＝ｃ＋ｅで表現できる。例えば、符号語の１ビット目が誤った場合には、ｅ＝｛１，０，０，・・・，０｝となる。誤りが発生しなかった場合には、ｅ＝｛０，０，０，・・・，０｝となる。
【００３６】
復号化処理では、ＧＨT＝０となる検査行列を用い、ｒＨTを計算する。
ｒＨT＝ｃＨT＋ｅＨT＝ｗＧＨT＋ｅＨT＝ｅＨT
誤りがない場合、つまりｅ＝０であるときは、ｅＨT＝０となるが、誤りが存在する場合は０以外の値となるため、誤りが存在することがわかる。また、この値は情報語にかかわらず誤り位置ベクトルｅによって一意に定まるため、ｅＨTの値がわかれば誤り位置を特定でき、誤りを訂正できる。この値をシンドロームと呼ぶ。
【００３７】
以下、誤り訂正符号の例としてハミング符号を挙げ、シンドロームを用いた具体的な誤り訂正および誤り位置検出方法について述べる。例として、（１）式の生成行列および（２）式の検査行列で定義されるハミング符号を考える。
【００３８】
【数１】
【００３９】
【数２】
【００４０】
この符号は、情報ビット数ｍ＝４であり、符号長ｎ＝８である。この符号における、誤り位置ベクトルとシンドロームとの対応表は表１に示す通りである。
【００４１】
【表１】
【００４２】
以下、ｗ＝｛０，１，０，１｝で示す情報語を符号化して伝送する場合を考える。上記符号で符号化すると、ｃ＝｛０，１，０，１，１，０，１，１｝となる。これに１ビットの誤りｅ＝｛１，０，０，０，０，０，０，０｝が発生した場合、受信符号語はｒ＝｛１，１，０，１，１，０，１，１｝となる。復号化処理においてシンドロームを計算すると、ｒＨT＝｛１，１，１，１｝となり、誤りが存在することがわかる。
【００４３】
表１に示した誤り位置ベクトルとシンドロームとの対応表に基づいて比較すると、ｒＨT＝｛１，１，１，１｝となる誤り位置ベクトルはｅ＝｛１，０，０，０，０，０，０，０｝であるので、ｒとｅとから、誤りを訂正した符号語｛０，１，０，１，１，０，１，１｝を得ることができる。これにより誤りを訂正することができる。
【００４４】
また、上記符号で２ビット誤り、例えば、誤り位置ベクトルがｅ＝｛１，１，０，０，０，０，０，０｝である場合を考える。このときのシンドロームｅＨTは｛０，０，１，０｝となるが、別の誤り位置ベクトルｅ＝｛０，０，０，１，０，１，０，０｝の場合でもシンドロームは｛０，０，１，０｝となるため、シンドロームと誤り位置ベクトルとの対応を一意に特定することができないため、誤り訂正を行うことが不可能である。しかしながら、シンドロームは０ではないため、誤りの存在は検出できる。ゆえに、この符号の場合、誤り検出能力は２ビットであり、誤り訂正能力は１ビットである。
【００４５】
なお、符号化方式の例としてハミング符号について説明したが、本実施形態で用いる符号化方式は、ハミング符号に限定するものではない。例えば、符号化方式として、リードソロモン符号やＢＣＨ符号などを用いてもよい。
【００４６】
次に、誤り訂正符号を用いた伝送誤り訂正処理について説明する。図２は、本実施形態における誤り訂正符号を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。図示する例では、ＲＡＷ画像データを先端部１０から本体部２０に送信する場合において、各部に入出力するデータの例を示している。
【００４７】
なお、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換部１２が生成するＲＡＷ画像データは、画素毎に８ビットの情報ビットを有している。この情報ビットは、ＲＡＷ画像データにおける、量子化された受光強度値を示す。また、ＥＣＣ符号化部１３が生成する符号化データは、ＲＡＷ画像データの各画素のデータ毎に、４ビットの冗長ビットを付加したデータである。これにより、冗長ビットが付加された各画素のデータに１ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、その誤りを正しいデータに訂正することができる。また、冗長ビットが付加された各画素のデータに２ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、そのデータに誤りが含まれていることを検出することができる。
【００４８】
図２（１）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、情報ビットＤ１〜Ｄ８を含んだデータである。なお、情報ビットＤ１〜Ｄ８は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【００４９】
図２（２）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データに、ＥＣＣ符号化部１３が冗長ビットを付加した符号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ符号化部１３が生成した符号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、それぞれ情報ビットＤ１〜Ｄ８と、冗長ビットＣ１〜Ｃ４とを含んだデータである。なお、冗長ビットＣ１〜Ｃ４は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【００５０】
図２（３）は、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データの例を示した概略図である。図示する例では、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、伝送路３０による符号化データの伝送中に生じた誤りデータを示している。具体的には、画素番号ｐ１の画素のデータのうち、情報ビットＤ４が誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ２の画素のデータのうち、情報ビットＤ２と、情報ビットＤ６とが誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ３の画素のデータのうち、冗長ビットＣ１が誤ったデータであることを示している。
【００５１】
図２（４）は、伝送路３０を介して先端部１０から本体部２０に送信された符号化データを、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。図２（３）では、画素番号ｐ１，ｐ３の画素のデータは、それぞれ誤ったデータを１ビット含んでいたが、ＥＣＣ復号化部２１は誤ったデータを訂正している。また、図２（３）では、画素番号ｐ２の画素のデータは、誤ったデータを２ビット含んでいたので、ＥＣＣ復号化部２１は、画素番号ｐ２の画素のデータを誤ったデータであると特定し、誤り画素位置情報を生成する。
【００５２】
上述したとおり、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データの各画素データに１ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、その誤りを正しいデータに訂正することができる。また、冗長ビットが付加された各画素データに２ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、そのデータに誤りが含まれていることを検出して特定することができる。
【００５３】
次に、画像処理部２２が実行する、復号化されたＲＡＷ画像データの補間方法について説明する。図３は、本実施形態における復号化されたＲＡＷ画像データの補間処理時のデータ例を示した概略図である。図示する例では、ＲＡＷ画像データとして、縦方向と横方向それぞれに４画素ずつ計１６画素が並んだＲＡＷ画像データを示している。また、誤りを判りやすく表現するため、元のＲＡＷ画像データに含まれるデータは全て０として表現している。すなわち、元のＲＡＷ画像データを黒色の画像としている。
【００５４】
図３（１）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、Ａ／Ｄ変換部１２が生成した、黒色の画像のＲＡＷ画像データを示している。なお、各画素に画素番号ｐ１１〜ｐ２６を付している。画素番号ｐ１１〜ｐ２６の画素のデータは、それぞれ黒を示す「００００００００」である。
【００５５】
図３（２）は、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データに含まれるＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、伝送誤りによって、画素番号ｐ１２，ｐ１９，ｐ２６の画素のデータには誤ったデータが１ビット含まれている。また、伝送誤りによって、画素番号ｐ２１の画素のデータには誤ったデータが２ビット含まれている。伝送誤りはビット反転を意味するため、図３（２）においては０以外の数値「１」として表現される。なお、冗長ビットについては記載していないが、冗長ビットには誤りが無いとする。
【００５６】
具体的には、画素番号ｐ１２の画素のデータが「００１０００００」に変化し、画素番号ｐ１９の画素のデータが「０００００１００」に変化し、画素番号ｐ２１の画素のデータが「０１００００１０」に変化し、画素番号ｐ２６の画素のデータが「０００００００１」に変化している。
【００５７】
図３（３）は、伝送路３０を介して先端部１０から本体部２０に送信された符号化データを、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データに含まれるＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力以下のビット誤りを、冗長ビットを用いて除去する。また、ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力を超え誤り検出能力以下のビット誤りを持つ画素位置を示した誤り画素位置情報を生成する。
【００５８】
具体的には、図３（２）に示した例では、画素番号ｐ１２，ｐ１９，ｐ２６の画素のデータには誤ったデータが１ビット含まれていたが、図３（３）に示す例では、ＥＣＣ復号化部２１によって「００００００００」に訂正されている。また、図３（３）に示す例では、画素番号ｐ２１の画素のデータには、誤ったデータが２ビット含まれているため、ＥＣＣ復号化部２１は、画素番号ｐ２１の画素のデータを誤ったデータであると特定する誤り画素位置情報を生成している。
【００５９】
図３（４）は、ＥＣＣ復号化部２１が特定したＲＡＷ画像データに含まれる誤ったデータを、画像処理部２２が補間したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。画像処理部２２は、ＲＡＷ画像データに含まれる誤ったデータを無視して、誤ったデータの周囲のデータに基づいて補間する。本実施形態では、画像処理部２２は、誤ったデータに隣接する画素のデータの平均値を補間データとする。
【００６０】
具体的には、図３（３）に示した例では、画素番号ｐ２１の画素のデータは誤ったデータであったが、図３（４）に示す例では、画像処理部２２によって「００００００００」に補間されている。このデータは、画素番号ｐ１７，ｐ２０，ｐ２２，ｐ２５の画素のデータの平均値である。
【００６１】
図４は、本実施形態における画像処理部２２が実行する、復号化されたＲＡＷ画像データの補間手順を示したフローチャートである。
（ステップＳ１０１）画像処理部２２は、画素の行位置を特定する行位置ｉを０とし、画素の列位置を特定する列位置ｊを０とする。その後、ステップＳ１０２の処理に進む。
（ステップＳ１０２）画像処理部２２は、ＥＣＣ符号化部１３が生成した誤り画素位置情報に基づいて、画素（ｉ，ｊ）のデータは誤ったデータであるか否かを判定する。画像処理部２２が、画素（ｉ，ｊ）のデータは誤ったデータであると判定した場合にはステップＳ１０３の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０４の処理に進む。
【００６２】
（ステップＳ１０３）画像処理部２２は、画素（ｉ，ｊ）のデータを、画素（ｉ，ｊ）の上下左右に隣接する画素のデータの平均値［｛（ｉ，ｊ−１）＋（ｉ−１，ｊ）＋ （ｉ，ｊ＋１）＋（ｉ＋１，ｊ）｝／４］とする。その後、ステップＳ１０４の処理に進む。
（ステップＳ１０４）画像処理部２２は、行位置ｉがＲＡＷ画像データの行の最後であるか否かを判定する。画像処理部２２が、行位置ｉはＲＡＷ画像データの行の最後であると判定した場合にはステップＳ１０６の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０５の処理に進む。
【００６３】
（ステップＳ１０５）画像処理部２２は、行位置ｉに１を加算する（ｉ＝ｉ＋１）。その後、ステップＳ１０２の処理に戻る。
（ステップＳ１０６）画像処理部２２は、列位置ｊがＲＡＷ画像データの列の最後であるか否かを判定する。画像処理部２２が、列位置ｊはＲＡＷ画像データの列の最後であると判定した場合には処理を終了し、それ以外の場合にはステップＳ１０７の処理に進む。
（ステップＳ１０７）画像処理部２２は、列位置ｊに１を加算する（ｊ＝ｊ＋１）。その後、ステップＳ１０２の処理に戻る。
【００６４】
従来の電子内視鏡装置では、先端部から本体部にＲＡＷ画像データを転送する際に転送誤りが含まれた場合であっても、誤り訂正能力を超えた画素のデータをそのまま出力する。そのため、誤りデータを含んだ画素の色は、周囲と著しく異なった色として表示されてしまう場合があった。これは輝点や滅点と呼ばれる現象であり、非常に目立つ画像ノイズとなっていた。これを解決するために誤り訂正能力を高くした場合には、先端部から本体部に伝送するデータ量が多くなる。そのため、多量のデータを伝送するために、伝送部には太径の信号線を用いる必要があり、信号線と接続している先端部の外径も大きくなっていた。
【００６５】
しかしながら、上述したとおり、本実施形態においては、ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つデータを正しい値に訂正する。また、画像処理部２２は、誤り画素位置情報で示された誤ったデータを、この周囲の誤りでないデータを元に計算した値で補間する。そのため、誤り訂正能力を低くしても誤ったデータを補間することができるので、先端部１０から本体部２０に伝送するデータ量を減らすことができる。
【００６６】
また、本実施形態の内視鏡装置１では、先端部１０から本体部２０に伝送するデータ量を減らすことができるため、伝送部３０に細径の信号線を用いることができる。そのため、伝送部３０と接続している先端部１０の外径も小さくすることができる。
【００６７】
また、ＥＣＣ復号化部２１によって、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つ画素のデータは完全に訂正さる。また、誤り検出能力以下のビット誤りを持つ画素のデータは、画像処理部２２によって、周囲の誤っていない画素のデータに基づいて算出された値に置き換えられる。そのため、輝点や滅点を減らすことができる。
【００６８】
次に、ＲＡＷ画像データとして、Ｂａｙｅｒ配列による原色フィルタを持つ撮像素子の受光強度値を使用する場合の、復号化されたＲＡＷ画像データにおける伝送誤りを含む画素の補間方法について説明する。本実施形態では、カラー画像を生成する撮像素子を使用する場合、現像処理後のカラー画像データを伝送せずに、受光強度値を符号化して先端部１０から本体部２０に伝送する。
【００６９】
従来では、先端部で画像補間を行ってから伝送部に送られるため、画質を維持するためにＲＧＢ全てのデータを伝送する必要があった。そのため、色成分を３つ持つ画像を伝送する場合には、信号線数が３倍、もしくは伝送速度が３分の１となる。また、信号線数を増加させない、または伝送速度を低下させない場合には、伝送する情報量を減らす必要がある。伝送する情報量を減らすためには非可逆圧縮を行わなければならないため、画質が劣化する。
【００７０】
本実施形態においては、本体部２０の画像処理部２２にて現像処理を行うことで、先端部１０からＲＧＢデータ全てを伝送する場合と比較して、３分の１の信号線数で同じ情報を伝送できる。故に、カラー画像を生成する撮像素子を使用する場合においても、伝送部における信号線数を維持したまま、画質を維持しつつ、伝送速度の低下を抑えることができる。
【００７１】
図５は、本実施形態において、ＲＡＷ画像データとして、Ｂａｙｅｒ配列による原色フィルタを持つ撮像素子の受光強度値を使用する場合の、復号化されたＲＡＷ画像データの補間処理時のデータ例を示した概略図である。図示する例では、ＲＡＷ画像データとして、縦方向と横方向それぞれにベイヤ配列が３単位ずつ、計９単位並んだＲＡＷ画像データを示している。なお、ベイヤ配列の１単位には、赤色の光を検出する画素（Ｒ画素）１つと、緑色の光を検出する画素（Ｇ画素）２つと、青色の光を検出する画素（Ｂ画素）１つとが含まれる。
【００７２】
図５（１）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、いずれの画素のデータにも誤りが含まれていない。
【００７３】
図５（２）は、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データに含まれるＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、伝送誤りによって、画素番号ｐ５１，ｐ５２，ｐ５３の画素のデータには誤ったデータが１ビット含まれている。また、伝送誤りによって、画素番号ｐ５４の画素のデータには誤ったデータが２ビット含まれている。
【００７４】
図５（３）は、伝送路３０を介して先端部１０から本体部２０に送信された符号化データを、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データに含まれるＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力以下のビット誤りを、冗長ビットを用いて除去する。また、ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力を超え誤り検出能力以下のビット誤りを持つ画素位置を示した誤り画素位置情報を生成する。
【００７５】
具体的には、図５（２）に示した例では、画素番号ｐ５１，ｐ５２，ｐ５３の画素のデータには誤ったデータが１ビット含まれていたが、図５（３）に示す例では、ＥＣＣ復号化部２１によって、画素番号ｐ５１，ｐ５２，ｐ５３の画素のデータは訂正されている。また、図５（３）に示す例では、画素番号ｐ５４の画素のデータには、誤ったデータが２ビット含まれているため、ＥＣＣ復号化部２１は、画素番号ｐ５４の画素のデータを誤ったデータであると特定する誤り画素位置情報を生成している。
【００７６】
図５（４）は、ＥＣＣ復号化部２１が特定したＲＡＷ画像データに含まれる誤ったデータを、画像処理部２２が補間したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。画像処理部２２は、ＲＡＷ画像データに含まれる誤ったデータを無視して、誤ったデータの周囲のデータに基づいて補間する。本実施形態では、画像処理部２２は、誤ったデータと同じ色の光を検出する画素であり、誤ったデータからの距離が近い画素のデータの平均値を補間データとする。
【００７７】
具体的には、図５（３）に示した例では、画素番号ｐ５４の画素のデータは誤ったデータであったが、図５（４）に示す例では、画像処理部２２によって補間されている。このデータは、画素番号ｐ５４の画素と同じ色の光を検出し、かつ画素番号ｐ５４の画素からの距離が最も近い画素番号ｐ５５，ｐ５６，ｐ５７，ｐ５８の画素のデータの平均値である。
【００７８】
なお、上述した誤り画素の補間処理は、欠陥画素補正処理と同様の処理である。本実施形態では、欠陥画素の判別処理に、事前に記録している欠陥画素位置からの情報に加え、誤り画素位置情報の参照を行うことで、既存の欠陥画素補正処理をそのまま用いつつ、伝送誤りを補正することが可能である。
【００７９】
また、誤り画素の補間処理方法は、上述した例に限らず、例えば、１フレーム前の画像に含まれる、誤り画素と同一の画素の値を補間データとして用いるようにしてもよい。
【００８０】
上述したとおり、本実施形態においては、カラーの画像を伝送する場合であっても、ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つデータを正しい値に訂正する。また、画像処理部２２は、誤り画素位置情報で示された誤ったデータを、この周囲の誤りでない値を元に計算した値で補間する。そのため、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つ画素は完全に訂正され、誤り検出能力以下のビット誤りを持つ画素のデータは周囲の誤っていない画素のデータによって置き換えられる。そのため、輝点や滅点を減らすことができる。故に、伝送速度を遅くすることなく、画質を落とすことなくＲＡＷ画像データを伝送することができるため、細径の信号線を用いることができ、先端部１０の外径を細くすることができる。
【００８１】
なお、上述した例では、冗長ビットとして４ビットのデータを付加したがこれに限らず、さらに誤り訂正能力を増やすように冗長ビットを付加するようにしてもよい。図６は、本実施形態において、誤り訂正能力を増やした場合の、誤り訂正符号を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。図示する例では、ＲＡＷ画像データを先端部１０から本体部２０に送信する場合において、各部に入出力するデータの例を示している。
【００８２】
図示する例では、Ａ／Ｄ変換部１２が生成するＲＡＷ画像データは、画素毎に８ビットの情報ビットを有している。また、ＥＣＣ符号化部１３が生成する符号化データは、ＲＡＷ画像データの各画素のデータ毎に、６ビットの冗長ビットを付加したデータである。これにより、冗長ビットが付加された各画素のデータに２ビットまでの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、その誤りを正しいデータに訂正することができる。また、冗長ビットが付加された各画素のデータに３ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、そのデータに誤りが含まれていることを検出することができる。
【００８３】
図６（１）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、情報ビットＤ１〜Ｄ８を含んだデータである。なお、情報ビットＤ１〜Ｄ８は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【００８４】
図６（２）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データに、ＥＣＣ符号化部１３が冗長ビットを付加した符号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ符号化部１３が生成した符号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、それぞれ情報ビットＤ１〜Ｄ８と、冗長ビットＣ１〜Ｃ６とを含んだデータである。なお、冗長ビットＣ１〜Ｃ６は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【００８５】
図６（３）は、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データの例を示した概略図である。図示する例では、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、伝送路３０による符号化データの伝送中に生じた誤りデータを示している。具体的には、画素番号ｐ１の画素のデータのうち、情報ビットＤ４が誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ２の画素のデータのうち、情報ビットＤ２と、情報ビットＤ６とが誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ３の画素のデータのうち、冗長ビットＣ１が誤ったデータであることを示している。
【００８６】
図６（４）は、伝送路３０を介して先端部１０から本体部２０に送信された符号化データを、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。図２（３）では、画素番号ｐ１，ｐ３の画素のデータは、それぞれ誤ったデータを１ビット含んでいたが、ＥＣＣ復号化部２１は誤ったデータを訂正している。また、図２（３）では、画素番号ｐ２の画素のデータは、誤ったデータを２ビット含んでいたが、ＥＣＣ復号化部２１は誤ったデータを訂正している。
【００８７】
上述したとおり、冗長ビットを増やすことで、ＥＣＣ符号化部１３の誤り訂正能力を高くすることができる。
【００８８】
（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。本実施形態と第１の実施形態とで異なる点は、本実施形態の電子内視鏡装置の先端部は、無線伝送にて本体部にデータを伝送する点である。
【００８９】
図７は、本実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、電子内視鏡装置２は、先端部４０と、本体部５０とを有する。先端部４０は、撮像部４１と、Ａ／Ｄ変換部４２と、ＥＣＣ符号化部４３と、送信部４４とを有する。本体部５０は、受信部５１と、ＥＣＣ復号化部５２と、画像処理部５３と、表示部５４とを有する。
【００９０】
撮像部４１と、Ａ／Ｄ変換部４２と、ＥＣＣ符号化部４３との機能は、第１の実施形態の各部の機能と同様である。送信部４４は、無線通信を用いて、ＥＣＣ符号化部４３が生成した符号化データを本体部５０に送信する。
【００９１】
受信部５１は、先端部４０から送信された符号化データを受信し、受信した符号化データをＥＣＣ復号化部５２に入力する。ＥＣＣ復号化部５２と、画像処理部５３と、表示部５４との機能は、第１の実施形態の各部の機能と同様である。
【００９２】
例えば、カプセル内視鏡のような、先端部４０と本体部５０との通信に無線を使用する製品の場合、有線での通信と比較して伝送速度の制約が大きく、また、ノイズによる伝送誤りが発生しやすい。さらに、カプセル内視鏡は先端部４０に電源を搭載しており本体部５０の電源とは独立しているため、先端部４０の電力消費が大きい場合、先端部４０に大きな電源を搭載する必要があることから先端部４０の外形が大きくなる。
【００９３】
しかしながら、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、ＥＣＣ復号化部５２は、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つデータを正しい値に訂正する。また、画像処理部５３は、誤り画素位置情報で示された誤ったデータを、この周囲の誤りでないデータを元に計算した値で補間する。そのため、誤り訂正能力を低くしても誤ったデータを補間することができるので、先端部４０から本体部５０に伝送するデータ量を減らすことができる。
【００９４】
また、本実施形態の内視鏡装置２では、先端部４０から本体部５０に伝送するデータ量を減らすことができるため、先端部４０の消費電力を低減させることができる。また、撮像部４１と、Ａ／Ｄ変換部４２と、ＥＣＣ符号化部４３と、送信部４４とを有する本実施形態の先端部４０は、回路規模の縮小により電力消費を低減させることができる。これにより、先端部４０に設けるバッテリーを小さくすることができるため、先端部４０の外形を小さくすることも可能となる。
【００９５】
（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。本実施形態と第１の実施形態とで異なる点は、本実施形態の電子内視鏡装置は、撮影モードに応じて、冗長ビットの間引き処理を行い、誤り訂正能力を可変とする点である。
【００９６】
例えば、伝送部のビット誤り率が大きく、誤り訂正能力を超える画素の割合が増加した場合は、画質が劣化する。そのため、伝送部の状況によっては、誤り訂正能力を大きくする必要がある。また、誤り訂正能力を大きくした場合、付加される冗長ビットも増加する。そのため、単純に誤り訂正能力を増大させると、付加される冗長ビットの増加を招くため、伝送速度の遅延や信号線数を増大させる必要がある等の問題がでてくる。
【００９７】
本実施形態の電子内視鏡装置では、本体部に画像処理部が存在し、伝送中に誤りデータが発生しても誤り画素の補間処理により画質の劣化をある程度抑えることができるため、誤り訂正能力を多少減らしても画質の大幅な劣化に直結しない。故に多少の画質劣化が許容される状況においては、誤り訂正能力を減らすことが可能である。
【００９８】
また、本実施形態では、ユーザによって、複数の撮影モードのうちから一つのモードを選択できる。例えば、多少の画質劣化が許容されるが伝送にリアルタイム性が求められる動画撮影モードと、多少の伝送待ち時間が発生しても画質劣化を極力抑える必要のある静止画撮影モードとから、ユーザの操作に応じて一つを選択する。そして、静止画を撮影する際の撮影モード「静止画撮影モード」である場合には冗長ビットの間引き処理を行わず、動画を撮影する際の撮影モード「動画撮影モード」である場合には冗長ビットの間引き処理を行う。これにより、撮影モードが動画撮影モードである場合には、先端部から本体部に送信するデータ量を減らすことができる。
【００９９】
図８は、本実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、電子内視鏡装置３は、先端部６０と、本体部７０と、伝送部８０とを有する。先端部６０は、撮像部６１と、Ａ／Ｄ変換部６２と、ＥＣＣ符号化部６３と、パンクチャ部６４とを有する。本体部７０は、撮影モード選択部７１（モード選択部）と、符号補間部７２と、ＥＣＣ復号化部７３と、画像処理部７４と、表示部７５とを有する。
【０１００】
撮像部６１と、Ａ／Ｄ変換部６２と、ＥＣＣ符号化部６３との機能は、第１の実施形態の各部の機能と同様である。パンクチャ部６４は、本体部７０から送信されるモード選択信号で特定される撮影モードに応じて、ＥＣＣ復号化部６３が付した冗長ビットのうち、特定の位置の冗長ビットを間引いて間引きデータを生成する。例えば、撮影モードが「静止画撮影モード」である場合には冗長ビットを間引かず、撮影モードが「動画撮影モード」である場合には、冗長ビットの最後のビットを間引く。パンクチャ部６４の詳細については後述する。
【０１０１】
伝送部８０は、先端部６０から本体部７０に間引きデータを伝送する。伝送部８０が間引きデータを先端部６０から本体部７０に伝送する際、伝送途中の条件によっては伝送誤りが発生する。なお、この伝送誤りは、間引きデータ中のビットが反転することを意味する。
【０１０２】
撮影モード選択部７１は、使用者の操作を受けて、撮影モードを特定するモード選択信号を生成する。例えば、電子内視鏡装置３が、撮影モードとして「静止画撮影モード」と「動画撮影モード」とを備える場合、撮影モード選択部７１は、使用者の操作を受けて、「動画撮影モード」と「静止画撮影モード」のいずれかを選択し、撮影モードを一意に特定するモード選択信号を生成する。また、撮影モード選択部７１は、生成したモード選択信号を、伝送部８０を介して先端部６０に送信する。また、撮影モード選択部７１は、生成したモード選択信号を符号補間部７２に入力する。符号補間部７２は、間引きデータとモード選択信号とに基づいて、パンクチャ部６４が間引いた冗長ビットの位置に適当なビットを追加することで補間後データを生成する。また、符号補間部７２は、生成した補間後データを符号化データとしてＥＣＣ復号化部７３に入力する。
【０１０３】
ＥＣＣ復号化部７３と、画像処理部７４と、表示部７５の機能は、第１の実施形態における各部の機能と同様である。
【０１０４】
次に、パンクチャ部６４の詳細について説明する。図９は、本実施形態におけるパンクチャ部６４の回路構成を示した概略図である。パンクチャ部６４は、モード選択信号に応じて、冗長ビットを間引きする場合、単に間引きする箇所の接続を切断するのみである。接続を切断したビットを伝送時にスキップすることで、簡易な回路で間引き数の可変を実現できる。
【０１０５】
図示する例では、パンクチャ部６４は、符号化データとして、情報ビットＤ１〜Ｄ８と冗長ビットＣ１〜Ｃ６の入力を受け付ける。また、パンクチャ部６４は、情報ビットＤ１〜Ｄ８と冗長ビットＣ１〜Ｃ３とをそのまま出力する構成となっており、モード選択信号に応じてスイッチ６４１〜６４３のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、冗長ビットＣ４〜Ｃ６をそのまま出力する、または、冗長ビットＣ４〜Ｃ６のうち１つまたは複数を間引くことができる構成となっている。例えば、撮影モードが「静止画撮影モード」の場合、パンクチャ部６４は、冗長ビットＣ４〜Ｃ６をそのまま出力する。また、撮影モードが「動画撮影モード」の場合、パンクチャ部６４は、冗長ビットＣ４〜Ｃ５をそのまま出力し、冗長ビットＣ６を伝送する回路の接続を切断し、冗長ビットＣ５を間引く。
【０１０６】
次に、誤り訂正符号の冗長ビットの間引き処理を用いた伝送誤り訂正処理について説明する。図１０は、本実施形態における誤り訂正符号の冗長ビットの間引き処理を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。図示する例では、ＲＡＷ画像データを先端部６０から本体部７０に送信する場合において、各部に入出力するデータの例を示している。
【０１０７】
なお、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換部６２が生成するＲＡＷ画像データは、画素毎に８ビットの情報ビットを有している。この情報ビットは、ＲＡＷ画像データにおける、量子化された受光強度値を示す。また、ＥＣＣ符号化部６３が生成する符号化データは、ＲＡＷ画像データの各画素のデータ毎に、６ビットの冗長ビットを付加したデータである。これにより、冗長ビットが付加された各画素のデータに２ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部７３は、その誤りを正しいデータに訂正することができる。また、冗長ビットが付加された各画素のデータに３ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部７３は、そのデータに誤りが含まれていることを検出することができる。
【０１０８】
図１０（１）は、Ａ／Ｄ変換部６２が生成したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、Ａ／Ｄ変換部６２が生成したＲＡＷ画像データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、情報ビットＤ１〜Ｄ８を含んだデータである。なお、情報ビットＤ１〜Ｄ８は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【０１０９】
図１０（２）は、Ａ／Ｄ変換部６２が生成したＲＡＷ画像データに、ＥＣＣ符号化部６３が冗長ビットを付加した符号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ符号化部６３が生成した符号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、それぞれ情報ビットＤ１〜Ｄ８と、冗長ビットＣ１〜Ｃ６とを含んだデータである。なお、冗長ビットＣ１〜Ｃ６は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【０１１０】
図１０（３）は、ＥＣＣ符号化部６３が生成した符号化データから、パンクチャ部６４が冗長ビットを間引いた間引きデータの例を示した概略図である。図示する例は、パンクチャ部６４が冗長ビットＣ６を間引いたデータである。具体的には、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、それぞれ情報ビットＤ１〜Ｄ８と、冗長ビットＣ１〜Ｃ５とを含んだデータである。
【０１１１】
図１０（４）は、伝送路８０を介して、先端部６０から本体部７０に送信された間引きデータの例を示した概略図である。図示する例では、伝送路８０を介して、先端部６０から本体部７０に送信された間引きデータのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、伝送路８０による間引きデータの伝送中に生じた誤りデータを示している。具体的には、画素番号ｐ１の画素のデータのうち、情報ビットＤ４が誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ２の画素のデータのうち、情報ビットＤ６と、冗長ビットＣ３とが誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ３の画素のデータのうち、冗長ビットＣ１が誤ったデータであることを示している。
【０１１２】
図１０（５）は、伝送路８０を介して先端部６０から本体部７０に送信された間引きデータに、符号補間部７２が冗長ビットを補間した補間後データの例を示した概略図である。符号補間部７２は、間引きデータが符号化データと同じビット数となるように、パンクチャ部６４が冗長ビットを間引いた場所に適当なビットを追加して補間後データを生成する。なお、本実施形態では、撮影モードが「静止画撮影モード」である場合、冗長ビットは間引かれていないため、符号補間部７２は間引きデータにビットを追加しない。また、撮影モードが「動画撮影モード」である場合、冗長ビットＣ６が間引かれているため、冗長ビットＣ６の位置に適当なビット「０」を追加する。
【０１１３】
図示する例は、パンクチャ部６４が間引いた冗長ビットＣ６の位置に、符号補間部７２が冗長ビット「０」を補間したデータを示している。具体的には、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、それぞれ情報ビットＤ１〜Ｄ８と、冗長ビットＣ１〜Ｃ５，「０」とを含んだデータである。また、符号補間部７２が補間した冗長ビット「０」は正しい値であるか否か判断出来ないため、誤ったデータとみなす。従って、画素番号ｐ１の画素のデータは２ビットの誤りデータを含む。また、画素番号ｐ２の画素のデータは３ビットの誤りデータを含む。また、画素番号ｐ３の画素のデータは２ビットの誤りデータを含む。
【０１１４】
図１０（６）は、符号補間部７２が冗長ビットを補間した補間後データを、ＥＣＣ復号化部７３が復号化した復号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ復号化部７３が復号化した復号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。図１０（５）では、画素番号ｐ１，ｐ３の画素のデータは、それぞれ誤ったデータを２ビット含んでいたが、図１０（６）に示すように、ＥＣＣ復号化部７３は誤ったデータを訂正している。また、図１０（５）では、画素番号ｐ２の画素のデータは、誤ったデータを３ビット含んでいたので、ＥＣＣ復号化部７３は、画素番号ｐ２の画素のデータを誤ったデータであると特定し、誤り画素位置情報を生成する。
【０１１５】
画像処理部７４が、復号化されたＲＡＷ画像データを補間し、出力データを生成する方法は第１の実施形態と同様の方法である。
【０１１６】
上述したとおり、本実施形態では、撮影モード選択部７１が生成するモード選択信号に応じて、パンクチャ部６４は、符号化データに含まれる冗長ビットの一部を間引く。また、符号補間部７２は、モード選択信号に応じて間引かれた冗長ビットが存在していた位置に「０」を補間し、補間後データを生成する。
【０１１７】
また、ＥＣＣ復号化部７３は、符号補間部７２が補間した「０」を誤りデータとみなして補間後データを復号化する。これにより、ＥＣＣ復号化部７３での誤り訂正処理においては、誤り訂正能力が間引き前と比べ低下するが、伝送部８０で伝送すべきデータ量は間引き前より少なくなるため、伝送速度の向上や、伝送に用いる信号線数を減らすことができる。
【０１１８】
また、撮影モードが「動画撮影モード」であれば、間引き数を増やすことで伝送帯域を抑えることができる。また、撮影モードが「静止画撮影モード」であれば、間引き数を減らす、もしくは、間引きしないままとすることで、静止画の全ての画素を伝送するまでに時間がかかっても伝送誤り率を抑えることができる。
【０１１９】
また、ＥＣＣ復号化部７３は、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つデータを正しい値に訂正する。また、画像処理部７４は、誤り画素位置情報で示された誤ったデータを、この周囲の誤りでないデータを元に計算した値で補間する。そのため、誤り訂正能力を低くしても誤ったデータを補間することができるので、先端部６０から本体部７０に伝送するデータ量を減らすことができる。
【０１２０】
また、本実施形態の内視鏡装置３では、先端部６０から本体部７０に伝送するデータ量を減らすことができるため、伝送部８０に細径の信号線を用いることができる。そのため、伝送部８０と接続している先端部６０の外径も小さくすることができる。
【０１２１】
また、ＥＣＣ復号化部７３によって、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つ画素のデータは完全に訂正さる。また、誤り検出能力以下のビット誤りを持つ画素のデータは、画像処理部７４によって、周囲の誤っていない画素のデータに基づいて算出された値に置き換えられる。そのため、輝点や滅点を減らすことができる。
【０１２２】
以上より、本実施形態においては、必要に応じて伝送誤り訂正能力を可変させ、要求される画質の違いにあわせた画像の出力を行うことができる。
【０１２３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態と第３の実施形態とで異なる点は、本実施形態の電子内視鏡装置は、先端部の種類に応じて、パンクチャ部が間引く冗長ビットが決まっており、本体部は、接続されている先端部の種類を特定し、接続されている先端部が有するパンクチャ部で間引かれた冗長ビットを補間する点である。
【０１２４】
例えば、種類Ａの先端部が有するパンクチャ部は冗長ビットの最終ビットを間引き、種類Ｂの先端部が有するパンクチャ部は冗長ビットの最終ビットと最終ビットから２ビット目のビットを間引く。この場合、本体部は、接続されている先端部の種類を特定し、接続されている先端部が種類Ａである場合、冗長ビットの最終ビットを補間する。また、本体部は、接続されている先端部が種類Ｂである場合、冗長ビットの最終ビットと最終ビットから２ビット目のビットを補間する。
【０１２５】
図１１は、本実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、電子内視鏡装置４は、先端部９０と、本体部１００と、伝送部１１０とを有する。先端部９０は、撮像部９１と、Ａ／Ｄ変換部９２と、ＥＣＣ符号化部９３と、パンクチャ部９４と、先端種別記憶部９５とを有する。本体部１００は、先端種別判別部１０１（判別部）と、符号補間部１０２と、ＥＣＣ復号化部１０３と、画像処理部１０４と、表示部１０５とを有する。
【０１２６】
撮像部９１と、Ａ／Ｄ変換部９２と、ＥＣＣ符号化部９３との機能は、第３の実施形態の各部の機能と同様である。パンクチャ部９４は、ＥＣＣ復号化部９３が付した冗長ビットのうち、先端部９０の種類に応じて予め定められている特定の位置のビットを間引いて間引きデータを生成する。例えば、冗長ビットの最終のビットを間引くと予め定められている場合、パンクチャ部９４は、冗長ビットの最終のビットを間引く。なお、パンクチャ部９４の構成は、第３の実施形態のパンクチャ部６４の構成と同様である。先端種別記憶部９５は、先端部の種類を一意に特定する先端種別情報を記憶する。
【０１２７】
伝送部１１０は、先端種別記憶部９５が記憶する先端種別情報を先端部９０から本体部１００に伝送する。また、伝送部１１０は、先端部９０から本体部１００に間引きデータを伝送する。伝送部１１０が間引きデータを先端部９０から本体部１００に伝送する際、伝送途中の条件によっては伝送誤りが発生する。なお、この伝送誤りは、間引きデータ中のビットが反転することを意味する。
【０１２８】
先端種別判別部１０１は、伝送部１１０が伝送した先端種別情報に基づいて、先端部９０のパンクチャ部９４が間引く冗長ビットを判別し、パンクチャ部９４が間引く冗長ビットの位置を一意に特定するモード選択信号を生成する。また、先端種別判別部１０１は、生成したモード選択信号を符号補間部１０２に入力する。
【０１２９】
符号補間部１０２は、間引きデータとモード選択信号とに基づいて、パンクチャ部９４が間引いた冗長ビットの位置に適当なビットを追加することで補間後データを生成する。また、符号補間部１０２は、生成した補間後データを符号化データとしてＥＣＣ復号化部１０３に入力する。ＥＣＣ復号化部１０３と、画像処理部１０４と、表示部１０５の機能は、第３の実施形態における各部の機能と同様である。
【０１３０】
上述したとおり、本実施形態では、先端部９０の種類毎に、パンクチャ部９４が間引く冗長ビットが定められている。そして、パンクチャ部９４は、符号化データに含まれる冗長ビットのうち、予め定められている冗長ビットを間引く。また、先端種別判別部１０１は、接続されている先端部９０の種類を判別する。そして、符号補間部１０２は、先端部９０の種類に応じて間引かれる冗長ビットが一意に定められているため、間引かれた冗長ビットが存在していた位置に「０」を補間し、補間後データを生成する。
【０１３１】
また、ＥＣＣ復号化部１０３は、符号補間部１０２が補間した「０」を誤りデータとみなして補間後データを復号化する。これにより、ＥＣＣ復号化部１０３での誤り訂正処理においては、誤り訂正能力が間引き前と比べ低下するが、伝送部１１０で伝送すべきデータ量は間引き前より少なくなるため、伝送速度の向上や信号線数を減らすことができる。
【０１３２】
また、先端部９０の種類に応じて間引く冗長ビットを予め定めることができるため、ある種類の先端部９０であれば、間引き数を増やすことで伝送帯域を抑えることができる。また、他の種類の先端部９０であれば、冗長ビットの間引き数を減らす、もしくは、冗長ビットの間引きを行わないとすることで、静止画の全ての画素を伝送するまでに時間がかかっても伝送誤り率を抑えることができる。このように、先端部９０の特性に合わせて、冗長ビットの間引き数を設定することができる。
【０１３３】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態と第４の実施形態とで異なる点は、本実施形態の電子内視鏡装置は、先端部の種類に応じて、用いる符号化方式が異なり、本体部は、接続されている先端部の種類を特定し、接続されている先端部が用いる符号化方式に対応した方式で復号化する点である。
【０１３４】
例えば、種類Ａの先端部が有するＥＣＣ符号化部が用いる符号化方式はハミング符号であり、種類Ｂの先端部が有するＥＣＣ符号化部が用いる符号化方式はＢＣＨ符号であるとする。この場合、本体部は、接続されている先端部の種類を特定し、接続されている先端部が種類Ａである場合、ＥＣＣ復号化部はハミング符号を用いて復号化する。また、本体部は、接続されている先端部が種類Ｂである場合、ＥＣＣ復号化部はＢＣＨ符号を用いて復号化する。
【０１３５】
図１２は、本実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、電子内視鏡装置５は、先端部１２０と、本体部１３０と、伝送部１４０とを有する。先端部１２０は、撮像部１２１と、Ａ／Ｄ変換部１２２と、ＥＣＣ符号化部１２３と、先端種別記憶部１２４とを有する。本体部１３０は、先端種別判別部１３１と、ＥＣＣ復号化部１３２と、画像処理部１３３と、表示部１３４とを有する。
【０１３６】
撮像部１２１と、Ａ／Ｄ変換部１２２と、先端種別記憶部１２４との機能は、第４の実施形態の各部の機能と同様である。ＥＣＣ符号化部１２３は、先端部１２０の種類に応じて予め定められている符号化方式で、ＲＡＷ画像データから符号化データを生成する。
【０１３７】
伝送部１４０は、先端種別記憶部１２４が記憶する先端種別情報を先端部１２０から本体部１３０に伝送する。また、伝送部１４０は、先端部１２０から本体部１３０に符号化データを伝送する。伝送部１４０が符号化データを先端部１２０から本体部１３０に伝送する際、伝送途中の条件によっては伝送誤りが発生する。なお、この伝送誤りは、符号化データ中のビットを反転することを意味する。
【０１３８】
先端種別判別部１３１は、伝送部１４０が伝送した先端種別情報に基づいて、先端部１２０のＥＣＣ符号化部１２３が用いる符号化方式を判別し、この符号化方式を一意に特定するモード選択信号を生成する。また、先端種別判別部１３１は、生成したモード選択信号をＥＣＣ復号化部１３２に入力する。
【０１３９】
ＥＣＣ復号化部１３２は、モード選択信号で一意に特定される符号化方式を用いて、符号化データに含まれる伝送誤りを、誤り訂正符号によって訂正し、復号化データと、誤り画素位置情報を生成する。画像処理部１３３と、表示部１３４の機能は、第４の実施形態における各部の機能と同様である。
【０１４０】
上述したとおり、本実施形態では、先端部１２０の種類毎に、ＥＣＣ符号化部１２３が用いる符号化方式が異なる。また、先端種別判別部１３１は、接続されている先端部１２０の種類を判別する。そして、ＥＣＣ復号化部１３２は、先端部１２０の種類に応じて用いられる符号化方式が一意に定められているため、ＥＣＣ符号化部１２３が符号化に用いた符号化方式を用いて符号化データから復号化データを生成する。
【０１４１】
これにより、符号化データを生成する際に用いる符号化方式が異なる先端部１２０を複数種類使用する場合においても、１つの本体部１３０を共用することができる。
【０１４２】
以上、この発明の第１の実施形態から第５の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【０１４３】
例えば、第１の実施形態および第３の実施形態〜第５の実施形態では、本体部と伝送部との間のデータの伝送を、伝送部を介して行っているが、第２の実施形態のように、先端部に送信部を備え、本体部に受信部を備えて無線通信を用いて伝送するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４４】
１，２，３，４，５・・・電子内視鏡装置、１０，４０，６０，９０，１２０・・・先端部、１１，４１，６１，９１，１２１・・・撮像部、１２，４２，６２，９２，１２２・・・Ａ／Ｄ変換部、１３，４３，６３，９３，１２３・・・ＥＣＣ符号化部、２０，５０，７０，１００，１３０・・・本体部、２１，５２，７３，１０３，１３２・・・ＥＣＣ復号化部、２２，５３，７４，１０４，１３３・・・画像処理部、２３，５４，７５，１０５，１３４・・・表示部、３０，８０，１１０，１４０・・・伝送部，４４・・・送信部、５１・・・受信部，６４，９４・・・パンクチャ部，７１・・・撮影モード選択部、７２，１０２・・・符号補間部，９５，１２４・・・先端種別記憶部、１０１，１３１・・・先端種別判別部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子内視鏡装置にＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、相補型金属酸化膜半導体）撮像素子を搭載することが提案されている。ＣＭＯＳ撮像素子はＣＭＯＳ ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ、大規模集積回路）技術を用いて製造されるため、ＣＭＯＳ撮像素子にＡ／Ｄコンバータやその他の論理回路を混載して撮像ユニットを製造することができる。そのため、撮像素子の小型化が容易となる。
【０００３】
ＣＭＯＳ撮像素子においては、撮像ユニット内で画像信号を量子化してデジタルデータとして出力されるため、電子内視鏡装置の先端部から本体部までデジタルデータで画像を伝送することにより、ノイズによる伝送中の画質劣化を抑えることが出来る。しかし、デジタルデータによる伝送は、アナログ画像信号の伝送と比較して信号線数が増加したり、伝送帯域が増大することにより信号線径が太くなるという問題がある。
【０００４】
この問題を解決する方法として、ＲＧＢ画像データをＹＣｂＣｒ画像信号に変換して、色差ＣｂＣｒ信号のビット数を減らすことで信号線数を減らす方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ＲＧＢ画像データに誤り訂正符号（ＥＣＣ、Ｅｒｒｏｒ Ｃｈｅｃｋ ａｎｄ Ｃｏｒｒｅｃｔ）を付加し、走査線１本ごとに存在するブランク区間内に付加した符号部分を伝送し、さらにＰＳＫ変調（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ、位相偏移変調）によって信号線をまとめることで、信号線数の増大を押さえる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、誤り訂正符号によって符号化した画像データを伝送した後、受信側で誤り訂正を行い、誤り訂正が出来なかったデータの個数を送信側にフィードバックすることで、伝送路の伝送品質を撮影者に示す方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、無線で画像データと関連データを送信する際に誤り訂正符号や巡回検査符号を使用して保護する方法が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−３１６５１３号公報
【特許文献２】特開２００８−２００３４４号公報
【特許文献３】特開２００３−３４８３９１号公報
【特許文献４】特開２００７−３３０７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した方法では、小型化を重視する場合においては、伝送速度を遅くして画質を落とす必要があるという問題がある。また、画質を維持するために伝送速度を速くする方法を用いると、信号線数や信号線径が大きくなり、先端部の外径が大きくなるという問題がある。また、画質を維持しつつ信号線数や伝送速度を減らすためには、搬送波生成部や画素バッファや高圧縮符号化部を先端部に持つ必要があるという問題がある。また、誤りを減らすために、長い情報ビットに長い冗長ビットを付加する大規模な誤り訂正符号化回路を先端部に持つ必要があり、回路規模の観点から先端部が大きくなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、先端部の外径を小さくしつつ、伝送誤りによる画質劣化を抑えた電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、先端部と、本体部と、前記先端部と前記本体部とを通信可能に接続する伝送部とからなる電子内視鏡装置であって、前記先端部に設けられ、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像部と、前記先端部に設けられ、前記画像信号を量子化して画像データを生成するＡ／Ｄ変換部と、前記先端部に設けられ、誤り訂正符号を用いて前記画像データを符号化して符号化データを生成する符号化部と、前記本体部に設けられ、前記符号化データを復号化することにより前記画像データの伝送誤りを訂正する復号化部と、前記本体部に設けられ、前記復号化部による訂正後に前記画像データに残る伝送誤りを補正する画像処理部と、を有することを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１２】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記復号化部は、伝送誤りの訂正が不可能だった前記画像データに含まれる画素の位置を示す誤り画素位置情報を生成し、前記画像処理部は、前記誤り画素位置情報で特定される前記画素のデータを、画像補間により補間することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記画像処理部は、前記誤り画素位置情報で特定される前記画素のデータを、当該画素の周囲の画素の値に基づいて算出した値に置き換えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記本体部に設けられ、前記先端部の種類を判別し、前記先端部の種類を一意に特定する判別情報を生成する判別部を有し、前記符号化部は、前記先端部の種類毎に定められている誤り訂正符号を用いて前記符号化データを生成し、前記復号化部は、前記判別部が判別する前記先端部の種類に基づいて、当該先端部に設けられた前記符号化部で使用されている前記誤り訂正符号を特定し、当該誤り訂正符号を用いて前記符号化データを復号化することを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１５】
また、本発明は、前記先端部に設けられ、前記符号化データの一部を間引いて符号化データ長を縮めるパンクチャ部と、前記本体部に設けられ、前記パンクチャ部が間引いた部分に信号を追加して前記符号化データ長を元に戻す符号補間部と、を有することを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１６】
また、本発明は、前記本体部に設けられ、前記パンクチャ部が間引く前記符号化データのビット数を設定するモード選択信号を出力するモード選択部を有し、前記パンクチャ部は、前記符号化データのうち、前記モード選択信号で特定されるビット数のデータを間引くことを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１７】
また、本発明は、前記先端部に設けられ、前記符号化データから、前記先端部の種類毎に定められている位置のデータを間引いて符号化データ長を縮めるパンクチャ部と、前記本体部に設けられ、前記先端部の種類を判別し、前記先端部の種類を一意に特定する判別情報を生成する判別部と、前記本体部に設けられ、前記判別部が判別する前記先端部の種類に基づいて、当該先端部に設けられた前記パンクチャ部が前記データを間引く位置を特定し、当該特定した位置に信号を追加して前記符号化データ長を元に戻す符号補間部と、を有することを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１８】
また、本発明は、先端部と本体部とからなる電子内視鏡装置であって、前記先端部に設けられ、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像部と、前記先端部に設けられ、前記画像信号を量子化して画像データを生成するＡ／Ｄ変換部と、前記先端部に設けられ、誤り訂正符号を用いて前記画像データを符号化して符号化データを生成する符号化部と、前記先端部に設けられ、前記符号化データを前記本体部に送信する送信部と、前記本体部に設けられ、前記先端部から送信された前記符号化データを受信する受信部と、前記本体部に設けられ、前記符号化データを復号化することにより前記画像データの伝送誤りを訂正する復号化部と、前記本体部に設けられ、前記復号化部による訂正後に前記画像データに残る伝送誤りを補正する画像処理部と、を有することを特徴とする電子内視鏡装置である。
【００１９】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記送信部と前記受信部とは、無線通信を用いてデータの伝送を行うことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記符号化部と前記復号化部で用いる誤り訂正符号は、画素ごとに符号化および復号化する誤り訂正符号であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記撮像部は、原色フィルタまたは補色フィルタを有する単板式カラー撮像素子であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の電子内視鏡装置において、前記画像処理部は、復号化した前記画像データに基づいてカラー画像データを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、先端部に設けられた符号化部が、誤り訂正符号を用いて画像データを符号化して符号化データを生成する。また、本体部に設けられた復号化部が、符号化データを復号化することにより画像データの伝送誤りを訂正する。また、本体部に設けられた画像処理部が、復号化部による訂正後に画像データに残る伝送誤りを補正する。これにより、先端部から本体部に伝送するデータ量を少なくすることができるため、先端部の外径を小さくしつつ、伝送誤りによる画質劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における誤り訂正符号を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における復号化されたＲＡＷ画像データの補間処理時のデータ例を示した概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における復号化されたＲＡＷ画像データの補間手順を示したフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態における復号化されたＲＡＷ画像データの補間処理時のデータ例を示した概略図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における誤り訂正符号を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。
【図９】本発明の第３の実施形態におけるパンクチャ部の回路構成を示した概略図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態における誤り訂正符号の冗長ビットの間引き処理を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、電子内視鏡装置１は、先端部１０と、本体部２０と、伝送部３０とを有する。先端部１０は、撮像部１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、ＥＣＣ符号化部１３（符号化部）とを有する。本体部２０は、ＥＣＣ復号化部２１（復号化部）と、画像処理部２２と、表示部２３とを有する。
【００２６】
撮像部１１は、ＣＭＯＳやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、電荷結合素子）等を備え、被写体を撮影して、各画素の受光強度を並べたＲＡＷ画像信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部１２は、アナログ信号であるＲＡＷ画像信号を量子化して、デジタルデータであるＲＡＷ画像データを生成する。
【００２７】
ＥＣＣ符号化部１３は、ＲＡＷ画像データから、誤り訂正符号を使用して符号化データを生成する。この際に、ビット誤りの訂正能力に比例した冗長ビット（冗長情報）が付加される。また、ＥＣＣ符号化部１３は、ＲＡＷ画像データの１画素毎に、ＲＡＷ画像データを符号化データに変換する。これにより、複数画素単位で符号化データに変換する場合と比較して、複数画素のデータを一時記憶する必要が無くなるため先端部１０に余分な記憶領域を備える必要がなく、またＥＣＣ符号化部１３も小さくできるため、先端部１０の回路規模を小さくすることが出来る。
【００２８】
また、後述する、伝送誤りを訂正するＥＣＣ復号化部２１によるＥＣＣ復号化において、誤り訂正不能なデータの単位を１画素単位とすることで、連続する複数の画素に伝送誤りが広がることを押さえ、画質の劣化が目立たないようにできる。なお、誤り訂正不能なデータの単位を１画素単位とする場合には、ブロック符号を用いることで遅延回路が減るため、回路規模を削減できるが、誤り訂正単位が１画素単位となる符号化方式であれば、符号化の方法はブロック符号でなくても良い。
【００２９】
伝送部３０は、先端部１０から本体部２０に符号化データを伝送する。伝送部３０が符号化データを先端部１０から本体部２０に伝送する際、伝送途中の条件によっては伝送誤りが発生する。なお、この伝送誤りは、符号化データ中のビットが反転することを意味する。
【００３０】
ＥＣＣ復号化部２１は、符号化データに含まれる伝送誤りを、誤り訂正符号によって訂正および検出し、復号化データと、誤り画素位置情報を生成する。例えば、符号化データに含まれる伝送誤り数が、誤り訂正能力の範囲内である場合には、ＥＣＣ復号化部２１は、伝送誤りを誤り訂正符号によって訂正する。また、符号化データに含まれる伝送誤り数が、誤り訂正能力より多く、かつ、誤り検出能力以下である場合には、ＥＣＣ復号化部２１は、誤りを訂正することは出来ないが検出することは可能であるため、この画素のデータは誤りを含んでいることを示す誤り検出情報を生成する。この誤り検出情報は、画素の位置と対応付けて管理され、誤り画素位置情報として後段の画像処理部に入力される。
【００３１】
画像処理部２２は、誤り画素位置情報を元に、復号化データに含まれる、ＥＣＣ復号化部２１で訂正できなかった誤りを持つ画素のデータを画像補間により補間し、出力データを生成する。表示部２３は、出力データに基づいた画像を表示する。
【００３２】
次に、誤り訂正符号による、誤り訂正および誤り検出方法について説明する。本実施形態では、誤り訂正符号の一方式である線形符号を用いる。線形符号は、情報ビットを複数集めた情報語を処理単位とし、各情報語に対して行列演算を行うことで符号語を生成する符号化方式の総称である。
【００３３】
以後の例では、情報ビットを０と１との２つの数字で表現し、情報ビット間の演算は、ガロア体ＧＦ（２）に従うとする。つまり、通常の算術加算と算術乗算に対して、１＋１＝０となるよう修正した演算を使用する。なお、情報語と符号語は、情報ビットを複数個まとめたベクトルであらわすことができる。具体的には、情報ビット数がｍであり、符号長がｎであるとき、情報語ｗはｗ＝｛ｗ１，ｗ２，ｗ３，・・・，ｗｍ｝と表現でき、符号語ｃはｃ＝｛ｃ１，ｃ２，ｃ３，・・・，ｃｎ｝と表現できる。
【００３４】
また、伝送中の誤りは、誤り位置ベクトルとしてｅ＝｛ｅ１，ｅ２，ｅ３，・・・，ｅｎ｝として表現でき、符号語と誤り位置ベクトルを加算したものが受信符号語ｒ＝ｃ＋ｅ＝｛ｒ１，ｒ２，ｒ３，・・・，ｒｎ｝となる。ここで、ｎ＞ｍとする。
【００３５】
線形符号において、情報語を符号語に変換する変換行列を生成行列と呼び、以後Ｇと表現する。このとき、符号化処理はｃ＝ｗＧで表現することができる。伝送中に誤りが発生する場合、受信時の符号語ｒはｒ＝ｃ＋ｅで表現できる。例えば、符号語の１ビット目が誤った場合には、ｅ＝｛１，０，０，・・・，０｝となる。誤りが発生しなかった場合には、ｅ＝｛０，０，０，・・・，０｝となる。
【００３６】
復号化処理では、ＧＨT＝０となる検査行列を用い、ｒＨTを計算する。
ｒＨT＝ｃＨT＋ｅＨT＝ｗＧＨT＋ｅＨT＝ｅＨT
誤りがない場合、つまりｅ＝０であるときは、ｅＨT＝０となるが、誤りが存在する場合は０以外の値となるため、誤りが存在することがわかる。また、この値は情報語にかかわらず誤り位置ベクトルｅによって一意に定まるため、ｅＨTの値がわかれば誤り位置を特定でき、誤りを訂正できる。この値をシンドロームと呼ぶ。
【００３７】
以下、誤り訂正符号の例としてハミング符号を挙げ、シンドロームを用いた具体的な誤り訂正および誤り位置検出方法について述べる。例として、（１）式の生成行列および（２）式の検査行列で定義されるハミング符号を考える。
【００３８】
【数１】
【００３９】
【数２】
【００４０】
この符号は、情報ビット数ｍ＝４であり、符号長ｎ＝８である。この符号における、誤り位置ベクトルとシンドロームとの対応表は表１に示す通りである。
【００４１】
【表１】
【００４２】
以下、ｗ＝｛０，１，０，１｝で示す情報語を符号化して伝送する場合を考える。上記符号で符号化すると、ｃ＝｛０，１，０，１，１，０，１，１｝となる。これに１ビットの誤りｅ＝｛１，０，０，０，０，０，０，０｝が発生した場合、受信符号語はｒ＝｛１，１，０，１，１，０，１，１｝となる。復号化処理においてシンドロームを計算すると、ｒＨT＝｛１，１，１，１｝となり、誤りが存在することがわかる。
【００４３】
表１に示した誤り位置ベクトルとシンドロームとの対応表に基づいて比較すると、ｒＨT＝｛１，１，１，１｝となる誤り位置ベクトルはｅ＝｛１，０，０，０，０，０，０，０｝であるので、ｒとｅとから、誤りを訂正した符号語｛０，１，０，１，１，０，１，１｝を得ることができる。これにより誤りを訂正することができる。
【００４４】
また、上記符号で２ビット誤り、例えば、誤り位置ベクトルがｅ＝｛１，１，０，０，０，０，０，０｝である場合を考える。このときのシンドロームｅＨTは｛０，０，１，０｝となるが、別の誤り位置ベクトルｅ＝｛０，０，０，１，０，１，０，０｝の場合でもシンドロームは｛０，０，１，０｝となるため、シンドロームと誤り位置ベクトルとの対応を一意に特定することができないため、誤り訂正を行うことが不可能である。しかしながら、シンドロームは０ではないため、誤りの存在は検出できる。ゆえに、この符号の場合、誤り検出能力は２ビットであり、誤り訂正能力は１ビットである。
【００４５】
なお、符号化方式の例としてハミング符号について説明したが、本実施形態で用いる符号化方式は、ハミング符号に限定するものではない。例えば、符号化方式として、リードソロモン符号やＢＣＨ符号などを用いてもよい。
【００４６】
次に、誤り訂正符号を用いた伝送誤り訂正処理について説明する。図２は、本実施形態における誤り訂正符号を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。図示する例では、ＲＡＷ画像データを先端部１０から本体部２０に送信する場合において、各部に入出力するデータの例を示している。
【００４７】
なお、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換部１２が生成するＲＡＷ画像データは、画素毎に８ビットの情報ビットを有している。この情報ビットは、ＲＡＷ画像データにおける、量子化された受光強度値を示す。また、ＥＣＣ符号化部１３が生成する符号化データは、ＲＡＷ画像データの各画素のデータ毎に、４ビットの冗長ビットを付加したデータである。これにより、冗長ビットが付加された各画素のデータに１ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、その誤りを正しいデータに訂正することができる。また、冗長ビットが付加された各画素のデータに２ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、そのデータに誤りが含まれていることを検出することができる。
【００４８】
図２（１）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、情報ビットＤ１〜Ｄ８を含んだデータである。なお、情報ビットＤ１〜Ｄ８は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【００４９】
図２（２）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データに、ＥＣＣ符号化部１３が冗長ビットを付加した符号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ符号化部１３が生成した符号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、それぞれ情報ビットＤ１〜Ｄ８と、冗長ビットＣ１〜Ｃ４とを含んだデータである。なお、冗長ビットＣ１〜Ｃ４は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【００５０】
図２（３）は、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データの例を示した概略図である。図示する例では、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、伝送路３０による符号化データの伝送中に生じた誤りデータを示している。具体的には、画素番号ｐ１の画素のデータのうち、情報ビットＤ４が誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ２の画素のデータのうち、情報ビットＤ２と、情報ビットＤ６とが誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ３の画素のデータのうち、冗長ビットＣ１が誤ったデータであることを示している。
【００５１】
図２（４）は、伝送路３０を介して先端部１０から本体部２０に送信された符号化データを、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。図２（３）では、画素番号ｐ１，ｐ３の画素のデータは、それぞれ誤ったデータを１ビット含んでいたが、ＥＣＣ復号化部２１は誤ったデータを訂正している。また、図２（３）では、画素番号ｐ２の画素のデータは、誤ったデータを２ビット含んでいたので、ＥＣＣ復号化部２１は、画素番号ｐ２の画素のデータを誤ったデータであると特定し、誤り画素位置情報を生成する。
【００５２】
上述したとおり、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データの各画素データに１ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、その誤りを正しいデータに訂正することができる。また、冗長ビットが付加された各画素データに２ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、そのデータに誤りが含まれていることを検出して特定することができる。
【００５３】
次に、画像処理部２２が実行する、復号化されたＲＡＷ画像データの補間方法について説明する。図３は、本実施形態における復号化されたＲＡＷ画像データの補間処理時のデータ例を示した概略図である。図示する例では、ＲＡＷ画像データとして、縦方向と横方向それぞれに４画素ずつ計１６画素が並んだＲＡＷ画像データを示している。また、誤りを判りやすく表現するため、元のＲＡＷ画像データに含まれるデータは全て０として表現している。すなわち、元のＲＡＷ画像データを黒色の画像としている。
【００５４】
図３（１）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、Ａ／Ｄ変換部１２が生成した、黒色の画像のＲＡＷ画像データを示している。なお、各画素に画素番号ｐ１１〜ｐ２６を付している。画素番号ｐ１１〜ｐ２６の画素のデータは、それぞれ黒を示す「００００００００」である。
【００５５】
図３（２）は、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データに含まれるＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、伝送誤りによって、画素番号ｐ１２，ｐ１９，ｐ２６の画素のデータには誤ったデータが１ビット含まれている。また、伝送誤りによって、画素番号ｐ２１の画素のデータには誤ったデータが２ビット含まれている。伝送誤りはビット反転を意味するため、図３（２）においては０以外の数値「１」として表現される。なお、冗長ビットについては記載していないが、冗長ビットには誤りが無いとする。
【００５６】
具体的には、画素番号ｐ１２の画素のデータが「００１０００００」に変化し、画素番号ｐ１９の画素のデータが「０００００１００」に変化し、画素番号ｐ２１の画素のデータが「０１００００１０」に変化し、画素番号ｐ２６の画素のデータが「０００００００１」に変化している。
【００５７】
図３（３）は、伝送路３０を介して先端部１０から本体部２０に送信された符号化データを、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データに含まれるＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力以下のビット誤りを、冗長ビットを用いて除去する。また、ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力を超え誤り検出能力以下のビット誤りを持つ画素位置を示した誤り画素位置情報を生成する。
【００５８】
具体的には、図３（２）に示した例では、画素番号ｐ１２，ｐ１９，ｐ２６の画素のデータには誤ったデータが１ビット含まれていたが、図３（３）に示す例では、ＥＣＣ復号化部２１によって「００００００００」に訂正されている。また、図３（３）に示す例では、画素番号ｐ２１の画素のデータには、誤ったデータが２ビット含まれているため、ＥＣＣ復号化部２１は、画素番号ｐ２１の画素のデータを誤ったデータであると特定する誤り画素位置情報を生成している。
【００５９】
図３（４）は、ＥＣＣ復号化部２１が特定したＲＡＷ画像データに含まれる誤ったデータを、画像処理部２２が補間したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。画像処理部２２は、ＲＡＷ画像データに含まれる誤ったデータを無視して、誤ったデータの周囲のデータに基づいて補間する。本実施形態では、画像処理部２２は、誤ったデータに隣接する画素のデータの平均値を補間データとする。
【００６０】
具体的には、図３（３）に示した例では、画素番号ｐ２１の画素のデータは誤ったデータであったが、図３（４）に示す例では、画像処理部２２によって「００００００００」に補間されている。このデータは、画素番号ｐ１７，ｐ２０，ｐ２２，ｐ２５の画素のデータの平均値である。
【００６１】
図４は、本実施形態における画像処理部２２が実行する、復号化されたＲＡＷ画像データの補間手順を示したフローチャートである。
（ステップＳ１０１）画像処理部２２は、画素の行位置を特定する行位置ｉを０とし、画素の列位置を特定する列位置ｊを０とする。その後、ステップＳ１０２の処理に進む。
（ステップＳ１０２）画像処理部２２は、ＥＣＣ符号化部１３が生成した誤り画素位置情報に基づいて、画素（ｉ，ｊ）のデータは誤ったデータであるか否かを判定する。画像処理部２２が、画素（ｉ，ｊ）のデータは誤ったデータであると判定した場合にはステップＳ１０３の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０４の処理に進む。
【００６２】
（ステップＳ１０３）画像処理部２２は、画素（ｉ，ｊ）のデータを、画素（ｉ，ｊ）の上下左右に隣接する画素のデータの平均値［｛（ｉ，ｊ−１）＋（ｉ−１，ｊ）＋ （ｉ，ｊ＋１）＋（ｉ＋１，ｊ）｝／４］とする。その後、ステップＳ１０４の処理に進む。
（ステップＳ１０４）画像処理部２２は、行位置ｉがＲＡＷ画像データの行の最後であるか否かを判定する。画像処理部２２が、行位置ｉはＲＡＷ画像データの行の最後であると判定した場合にはステップＳ１０６の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０５の処理に進む。
【００６３】
（ステップＳ１０５）画像処理部２２は、行位置ｉに１を加算する（ｉ＝ｉ＋１）。その後、ステップＳ１０２の処理に戻る。
（ステップＳ１０６）画像処理部２２は、列位置ｊがＲＡＷ画像データの列の最後であるか否かを判定する。画像処理部２２が、列位置ｊはＲＡＷ画像データの列の最後であると判定した場合には処理を終了し、それ以外の場合にはステップＳ１０７の処理に進む。
（ステップＳ１０７）画像処理部２２は、列位置ｊに１を加算する（ｊ＝ｊ＋１）。その後、ステップＳ１０２の処理に戻る。
【００６４】
従来の電子内視鏡装置では、先端部から本体部にＲＡＷ画像データを転送する際に転送誤りが含まれた場合であっても、誤り訂正能力を超えた画素のデータをそのまま出力する。そのため、誤りデータを含んだ画素の色は、周囲と著しく異なった色として表示されてしまう場合があった。これは輝点や滅点と呼ばれる現象であり、非常に目立つ画像ノイズとなっていた。これを解決するために誤り訂正能力を高くした場合には、先端部から本体部に伝送するデータ量が多くなる。そのため、多量のデータを伝送するために、伝送部には太径の信号線を用いる必要があり、信号線と接続している先端部の外径も大きくなっていた。
【００６５】
しかしながら、上述したとおり、本実施形態においては、ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つデータを正しい値に訂正する。また、画像処理部２２は、誤り画素位置情報で示された誤ったデータを、この周囲の誤りでないデータを元に計算した値で補間する。そのため、誤り訂正能力を低くしても誤ったデータを補間することができるので、先端部１０から本体部２０に伝送するデータ量を減らすことができる。
【００６６】
また、本実施形態の内視鏡装置１では、先端部１０から本体部２０に伝送するデータ量を減らすことができるため、伝送部３０に細径の信号線を用いることができる。そのため、伝送部３０と接続している先端部１０の外径も小さくすることができる。
【００６７】
また、ＥＣＣ復号化部２１によって、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つ画素のデータは完全に訂正さる。また、誤り検出能力以下のビット誤りを持つ画素のデータは、画像処理部２２によって、周囲の誤っていない画素のデータに基づいて算出された値に置き換えられる。そのため、輝点や滅点を減らすことができる。
【００６８】
次に、ＲＡＷ画像データとして、Ｂａｙｅｒ配列による原色フィルタを持つ撮像素子の受光強度値を使用する場合の、復号化されたＲＡＷ画像データにおける伝送誤りを含む画素の補間方法について説明する。本実施形態では、カラー画像を生成する撮像素子を使用する場合、現像処理後のカラー画像データを伝送せずに、受光強度値を符号化して先端部１０から本体部２０に伝送する。
【００６９】
従来では、先端部で画像補間を行ってから伝送部に送られるため、画質を維持するためにＲＧＢ全てのデータを伝送する必要があった。そのため、色成分を３つ持つ画像を伝送する場合には、信号線数が３倍、もしくは伝送速度が３分の１となる。また、信号線数を増加させない、または伝送速度を低下させない場合には、伝送する情報量を減らす必要がある。伝送する情報量を減らすためには非可逆圧縮を行わなければならないため、画質が劣化する。
【００７０】
本実施形態においては、本体部２０の画像処理部２２にて現像処理を行うことで、先端部１０からＲＧＢデータ全てを伝送する場合と比較して、３分の１の信号線数で同じ情報を伝送できる。故に、カラー画像を生成する撮像素子を使用する場合においても、伝送部における信号線数を維持したまま、画質を維持しつつ、伝送速度の低下を抑えることができる。
【００７１】
図５は、本実施形態において、ＲＡＷ画像データとして、Ｂａｙｅｒ配列による原色フィルタを持つ撮像素子の受光強度値を使用する場合の、復号化されたＲＡＷ画像データの補間処理時のデータ例を示した概略図である。図示する例では、ＲＡＷ画像データとして、縦方向と横方向それぞれにベイヤ配列が３単位ずつ、計９単位並んだＲＡＷ画像データを示している。なお、ベイヤ配列の１単位には、赤色の光を検出する画素（Ｒ画素）１つと、緑色の光を検出する画素（Ｇ画素）２つと、青色の光を検出する画素（Ｂ画素）１つとが含まれる。
【００７２】
図５（１）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、いずれの画素のデータにも誤りが含まれていない。
【００７３】
図５（２）は、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データに含まれるＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、伝送誤りによって、画素番号ｐ５１，ｐ５２，ｐ５３の画素のデータには誤ったデータが１ビット含まれている。また、伝送誤りによって、画素番号ｐ５４の画素のデータには誤ったデータが２ビット含まれている。
【００７４】
図５（３）は、伝送路３０を介して先端部１０から本体部２０に送信された符号化データを、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データに含まれるＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力以下のビット誤りを、冗長ビットを用いて除去する。また、ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力を超え誤り検出能力以下のビット誤りを持つ画素位置を示した誤り画素位置情報を生成する。
【００７５】
具体的には、図５（２）に示した例では、画素番号ｐ５１，ｐ５２，ｐ５３の画素のデータには誤ったデータが１ビット含まれていたが、図５（３）に示す例では、ＥＣＣ復号化部２１によって、画素番号ｐ５１，ｐ５２，ｐ５３の画素のデータは訂正されている。また、図５（３）に示す例では、画素番号ｐ５４の画素のデータには、誤ったデータが２ビット含まれているため、ＥＣＣ復号化部２１は、画素番号ｐ５４の画素のデータを誤ったデータであると特定する誤り画素位置情報を生成している。
【００７６】
図５（４）は、ＥＣＣ復号化部２１が特定したＲＡＷ画像データに含まれる誤ったデータを、画像処理部２２が補間したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。画像処理部２２は、ＲＡＷ画像データに含まれる誤ったデータを無視して、誤ったデータの周囲のデータに基づいて補間する。本実施形態では、画像処理部２２は、誤ったデータと同じ色の光を検出する画素であり、誤ったデータからの距離が近い画素のデータの平均値を補間データとする。
【００７７】
具体的には、図５（３）に示した例では、画素番号ｐ５４の画素のデータは誤ったデータであったが、図５（４）に示す例では、画像処理部２２によって補間されている。このデータは、画素番号ｐ５４の画素と同じ色の光を検出し、かつ画素番号ｐ５４の画素からの距離が最も近い画素番号ｐ５５，ｐ５６，ｐ５７，ｐ５８の画素のデータの平均値である。
【００７８】
なお、上述した誤り画素の補間処理は、欠陥画素補正処理と同様の処理である。本実施形態では、欠陥画素の判別処理に、事前に記録している欠陥画素位置からの情報に加え、誤り画素位置情報の参照を行うことで、既存の欠陥画素補正処理をそのまま用いつつ、伝送誤りを補正することが可能である。
【００７９】
また、誤り画素の補間処理方法は、上述した例に限らず、例えば、１フレーム前の画像に含まれる、誤り画素と同一の画素の値を補間データとして用いるようにしてもよい。
【００８０】
上述したとおり、本実施形態においては、カラーの画像を伝送する場合であっても、ＥＣＣ復号化部２１は、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つデータを正しい値に訂正する。また、画像処理部２２は、誤り画素位置情報で示された誤ったデータを、この周囲の誤りでない値を元に計算した値で補間する。そのため、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つ画素は完全に訂正され、誤り検出能力以下のビット誤りを持つ画素のデータは周囲の誤っていない画素のデータによって置き換えられる。そのため、輝点や滅点を減らすことができる。故に、伝送速度を遅くすることなく、画質を落とすことなくＲＡＷ画像データを伝送することができるため、細径の信号線を用いることができ、先端部１０の外径を細くすることができる。
【００８１】
なお、上述した例では、冗長ビットとして４ビットのデータを付加したがこれに限らず、さらに誤り訂正能力を増やすように冗長ビットを付加するようにしてもよい。図６は、本実施形態において、誤り訂正能力を増やした場合の、誤り訂正符号を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。図示する例では、ＲＡＷ画像データを先端部１０から本体部２０に送信する場合において、各部に入出力するデータの例を示している。
【００８２】
図示する例では、Ａ／Ｄ変換部１２が生成するＲＡＷ画像データは、画素毎に８ビットの情報ビットを有している。また、ＥＣＣ符号化部１３が生成する符号化データは、ＲＡＷ画像データの各画素のデータ毎に、６ビットの冗長ビットを付加したデータである。これにより、冗長ビットが付加された各画素のデータに２ビットまでの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、その誤りを正しいデータに訂正することができる。また、冗長ビットが付加された各画素のデータに３ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部２１は、そのデータに誤りが含まれていることを検出することができる。
【００８３】
図６（１）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、情報ビットＤ１〜Ｄ８を含んだデータである。なお、情報ビットＤ１〜Ｄ８は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【００８４】
図６（２）は、Ａ／Ｄ変換部１２が生成したＲＡＷ画像データに、ＥＣＣ符号化部１３が冗長ビットを付加した符号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ符号化部１３が生成した符号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、それぞれ情報ビットＤ１〜Ｄ８と、冗長ビットＣ１〜Ｃ６とを含んだデータである。なお、冗長ビットＣ１〜Ｃ６は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【００８５】
図６（３）は、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データの例を示した概略図である。図示する例では、伝送路３０を介して、先端部１０から本体部２０に送信された符号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、伝送路３０による符号化データの伝送中に生じた誤りデータを示している。具体的には、画素番号ｐ１の画素のデータのうち、情報ビットＤ４が誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ２の画素のデータのうち、情報ビットＤ２と、情報ビットＤ６とが誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ３の画素のデータのうち、冗長ビットＣ１が誤ったデータであることを示している。
【００８６】
図６（４）は、伝送路３０を介して先端部１０から本体部２０に送信された符号化データを、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ復号化部２１が復号化した復号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。図２（３）では、画素番号ｐ１，ｐ３の画素のデータは、それぞれ誤ったデータを１ビット含んでいたが、ＥＣＣ復号化部２１は誤ったデータを訂正している。また、図２（３）では、画素番号ｐ２の画素のデータは、誤ったデータを２ビット含んでいたが、ＥＣＣ復号化部２１は誤ったデータを訂正している。
【００８７】
上述したとおり、冗長ビットを増やすことで、ＥＣＣ符号化部１３の誤り訂正能力を高くすることができる。
【００８８】
（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。本実施形態と第１の実施形態とで異なる点は、本実施形態の電子内視鏡装置の先端部は、無線伝送にて本体部にデータを伝送する点である。
【００８９】
図７は、本実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、電子内視鏡装置２は、先端部４０と、本体部５０とを有する。先端部４０は、撮像部４１と、Ａ／Ｄ変換部４２と、ＥＣＣ符号化部４３と、送信部４４とを有する。本体部５０は、受信部５１と、ＥＣＣ復号化部５２と、画像処理部５３と、表示部５４とを有する。
【００９０】
撮像部４１と、Ａ／Ｄ変換部４２と、ＥＣＣ符号化部４３との機能は、第１の実施形態の各部の機能と同様である。送信部４４は、無線通信を用いて、ＥＣＣ符号化部４３が生成した符号化データを本体部５０に送信する。
【００９１】
受信部５１は、先端部４０から送信された符号化データを受信し、受信した符号化データをＥＣＣ復号化部５２に入力する。ＥＣＣ復号化部５２と、画像処理部５３と、表示部５４との機能は、第１の実施形態の各部の機能と同様である。
【００９２】
例えば、カプセル内視鏡のような、先端部４０と本体部５０との通信に無線を使用する製品の場合、有線での通信と比較して伝送速度の制約が大きく、また、ノイズによる伝送誤りが発生しやすい。さらに、カプセル内視鏡は先端部４０に電源を搭載しており本体部５０の電源とは独立しているため、先端部４０の電力消費が大きい場合、先端部４０に大きな電源を搭載する必要があることから先端部４０の外形が大きくなる。
【００９３】
しかしながら、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、ＥＣＣ復号化部５２は、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つデータを正しい値に訂正する。また、画像処理部５３は、誤り画素位置情報で示された誤ったデータを、この周囲の誤りでないデータを元に計算した値で補間する。そのため、誤り訂正能力を低くしても誤ったデータを補間することができるので、先端部４０から本体部５０に伝送するデータ量を減らすことができる。
【００９４】
また、本実施形態の内視鏡装置２では、先端部４０から本体部５０に伝送するデータ量を減らすことができるため、先端部４０の消費電力を低減させることができる。また、撮像部４１と、Ａ／Ｄ変換部４２と、ＥＣＣ符号化部４３と、送信部４４とを有する本実施形態の先端部４０は、回路規模の縮小により電力消費を低減させることができる。これにより、先端部４０に設けるバッテリーを小さくすることができるため、先端部４０の外形を小さくすることも可能となる。
【００９５】
（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。本実施形態と第１の実施形態とで異なる点は、本実施形態の電子内視鏡装置は、撮影モードに応じて、冗長ビットの間引き処理を行い、誤り訂正能力を可変とする点である。
【００９６】
例えば、伝送部のビット誤り率が大きく、誤り訂正能力を超える画素の割合が増加した場合は、画質が劣化する。そのため、伝送部の状況によっては、誤り訂正能力を大きくする必要がある。また、誤り訂正能力を大きくした場合、付加される冗長ビットも増加する。そのため、単純に誤り訂正能力を増大させると、付加される冗長ビットの増加を招くため、伝送速度の遅延や信号線数を増大させる必要がある等の問題がでてくる。
【００９７】
本実施形態の電子内視鏡装置では、本体部に画像処理部が存在し、伝送中に誤りデータが発生しても誤り画素の補間処理により画質の劣化をある程度抑えることができるため、誤り訂正能力を多少減らしても画質の大幅な劣化に直結しない。故に多少の画質劣化が許容される状況においては、誤り訂正能力を減らすことが可能である。
【００９８】
また、本実施形態では、ユーザによって、複数の撮影モードのうちから一つのモードを選択できる。例えば、多少の画質劣化が許容されるが伝送にリアルタイム性が求められる動画撮影モードと、多少の伝送待ち時間が発生しても画質劣化を極力抑える必要のある静止画撮影モードとから、ユーザの操作に応じて一つを選択する。そして、静止画を撮影する際の撮影モード「静止画撮影モード」である場合には冗長ビットの間引き処理を行わず、動画を撮影する際の撮影モード「動画撮影モード」である場合には冗長ビットの間引き処理を行う。これにより、撮影モードが動画撮影モードである場合には、先端部から本体部に送信するデータ量を減らすことができる。
【００９９】
図８は、本実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、電子内視鏡装置３は、先端部６０と、本体部７０と、伝送部８０とを有する。先端部６０は、撮像部６１と、Ａ／Ｄ変換部６２と、ＥＣＣ符号化部６３と、パンクチャ部６４とを有する。本体部７０は、撮影モード選択部７１（モード選択部）と、符号補間部７２と、ＥＣＣ復号化部７３と、画像処理部７４と、表示部７５とを有する。
【０１００】
撮像部６１と、Ａ／Ｄ変換部６２と、ＥＣＣ符号化部６３との機能は、第１の実施形態の各部の機能と同様である。パンクチャ部６４は、本体部７０から送信されるモード選択信号で特定される撮影モードに応じて、ＥＣＣ復号化部６３が付した冗長ビットのうち、特定の位置の冗長ビットを間引いて間引きデータを生成する。例えば、撮影モードが「静止画撮影モード」である場合には冗長ビットを間引かず、撮影モードが「動画撮影モード」である場合には、冗長ビットの最後のビットを間引く。パンクチャ部６４の詳細については後述する。
【０１０１】
伝送部８０は、先端部６０から本体部７０に間引きデータを伝送する。伝送部８０が間引きデータを先端部６０から本体部７０に伝送する際、伝送途中の条件によっては伝送誤りが発生する。なお、この伝送誤りは、間引きデータ中のビットが反転することを意味する。
【０１０２】
撮影モード選択部７１は、使用者の操作を受けて、撮影モードを特定するモード選択信号を生成する。例えば、電子内視鏡装置３が、撮影モードとして「静止画撮影モード」と「動画撮影モード」とを備える場合、撮影モード選択部７１は、使用者の操作を受けて、「動画撮影モード」と「静止画撮影モード」のいずれかを選択し、撮影モードを一意に特定するモード選択信号を生成する。また、撮影モード選択部７１は、生成したモード選択信号を、伝送部８０を介して先端部６０に送信する。また、撮影モード選択部７１は、生成したモード選択信号を符号補間部７２に入力する。符号補間部７２は、間引きデータとモード選択信号とに基づいて、パンクチャ部６４が間引いた冗長ビットの位置に適当なビットを追加することで補間後データを生成する。また、符号補間部７２は、生成した補間後データを符号化データとしてＥＣＣ復号化部７３に入力する。
【０１０３】
ＥＣＣ復号化部７３と、画像処理部７４と、表示部７５の機能は、第１の実施形態における各部の機能と同様である。
【０１０４】
次に、パンクチャ部６４の詳細について説明する。図９は、本実施形態におけるパンクチャ部６４の回路構成を示した概略図である。パンクチャ部６４は、モード選択信号に応じて、冗長ビットを間引きする場合、単に間引きする箇所の接続を切断するのみである。接続を切断したビットを伝送時にスキップすることで、簡易な回路で間引き数の可変を実現できる。
【０１０５】
図示する例では、パンクチャ部６４は、符号化データとして、情報ビットＤ１〜Ｄ８と冗長ビットＣ１〜Ｃ６の入力を受け付ける。また、パンクチャ部６４は、情報ビットＤ１〜Ｄ８と冗長ビットＣ１〜Ｃ３とをそのまま出力する構成となっており、モード選択信号に応じてスイッチ６４１〜６４３のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、冗長ビットＣ４〜Ｃ６をそのまま出力する、または、冗長ビットＣ４〜Ｃ６のうち１つまたは複数を間引くことができる構成となっている。例えば、撮影モードが「静止画撮影モード」の場合、パンクチャ部６４は、冗長ビットＣ４〜Ｃ６をそのまま出力する。また、撮影モードが「動画撮影モード」の場合、パンクチャ部６４は、冗長ビットＣ４〜Ｃ５をそのまま出力し、冗長ビットＣ６を伝送する回路の接続を切断し、冗長ビットＣ５を間引く。
【０１０６】
次に、誤り訂正符号の冗長ビットの間引き処理を用いた伝送誤り訂正処理について説明する。図１０は、本実施形態における誤り訂正符号の冗長ビットの間引き処理を用いた伝送誤り訂正処理時のデータ例を示した概略図である。図示する例では、ＲＡＷ画像データを先端部６０から本体部７０に送信する場合において、各部に入出力するデータの例を示している。
【０１０７】
なお、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換部６２が生成するＲＡＷ画像データは、画素毎に８ビットの情報ビットを有している。この情報ビットは、ＲＡＷ画像データにおける、量子化された受光強度値を示す。また、ＥＣＣ符号化部６３が生成する符号化データは、ＲＡＷ画像データの各画素のデータ毎に、６ビットの冗長ビットを付加したデータである。これにより、冗長ビットが付加された各画素のデータに２ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部７３は、その誤りを正しいデータに訂正することができる。また、冗長ビットが付加された各画素のデータに３ビットの誤りが存在する場合、ＥＣＣ復号化部７３は、そのデータに誤りが含まれていることを検出することができる。
【０１０８】
図１０（１）は、Ａ／Ｄ変換部６２が生成したＲＡＷ画像データの例を示した概略図である。図示する例では、Ａ／Ｄ変換部６２が生成したＲＡＷ画像データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、情報ビットＤ１〜Ｄ８を含んだデータである。なお、情報ビットＤ１〜Ｄ８は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【０１０９】
図１０（２）は、Ａ／Ｄ変換部６２が生成したＲＡＷ画像データに、ＥＣＣ符号化部６３が冗長ビットを付加した符号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ符号化部６３が生成した符号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、それぞれ情報ビットＤ１〜Ｄ８と、冗長ビットＣ１〜Ｃ６とを含んだデータである。なお、冗長ビットＣ１〜Ｃ６は、それぞれ１ビットのデータを示す。
【０１１０】
図１０（３）は、ＥＣＣ符号化部６３が生成した符号化データから、パンクチャ部６４が冗長ビットを間引いた間引きデータの例を示した概略図である。図示する例は、パンクチャ部６４が冗長ビットＣ６を間引いたデータである。具体的には、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、それぞれ情報ビットＤ１〜Ｄ８と、冗長ビットＣ１〜Ｃ５とを含んだデータである。
【０１１１】
図１０（４）は、伝送路８０を介して、先端部６０から本体部７０に送信された間引きデータの例を示した概略図である。図示する例では、伝送路８０を介して、先端部６０から本体部７０に送信された間引きデータのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。また、伝送路８０による間引きデータの伝送中に生じた誤りデータを示している。具体的には、画素番号ｐ１の画素のデータのうち、情報ビットＤ４が誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ２の画素のデータのうち、情報ビットＤ６と、冗長ビットＣ３とが誤ったデータであることを示している。また、画素番号ｐ３の画素のデータのうち、冗長ビットＣ１が誤ったデータであることを示している。
【０１１２】
図１０（５）は、伝送路８０を介して先端部６０から本体部７０に送信された間引きデータに、符号補間部７２が冗長ビットを補間した補間後データの例を示した概略図である。符号補間部７２は、間引きデータが符号化データと同じビット数となるように、パンクチャ部６４が冗長ビットを間引いた場所に適当なビットを追加して補間後データを生成する。なお、本実施形態では、撮影モードが「静止画撮影モード」である場合、冗長ビットは間引かれていないため、符号補間部７２は間引きデータにビットを追加しない。また、撮影モードが「動画撮影モード」である場合、冗長ビットＣ６が間引かれているため、冗長ビットＣ６の位置に適当なビット「０」を追加する。
【０１１３】
図示する例は、パンクチャ部６４が間引いた冗長ビットＣ６の位置に、符号補間部７２が冗長ビット「０」を補間したデータを示している。具体的には、画素番号ｐ１〜ｐ３の各画素のデータは、それぞれ情報ビットＤ１〜Ｄ８と、冗長ビットＣ１〜Ｃ５，「０」とを含んだデータである。また、符号補間部７２が補間した冗長ビット「０」は正しい値であるか否か判断出来ないため、誤ったデータとみなす。従って、画素番号ｐ１の画素のデータは２ビットの誤りデータを含む。また、画素番号ｐ２の画素のデータは３ビットの誤りデータを含む。また、画素番号ｐ３の画素のデータは２ビットの誤りデータを含む。
【０１１４】
図１０（６）は、符号補間部７２が冗長ビットを補間した補間後データを、ＥＣＣ復号化部７３が復号化した復号化データの例を示した概略図である。図示する例では、ＥＣＣ復号化部７３が復号化した復号化データのうち、画素番号ｐ１〜ｐ３の３つの画素のデータを示している。図１０（５）では、画素番号ｐ１，ｐ３の画素のデータは、それぞれ誤ったデータを２ビット含んでいたが、図１０（６）に示すように、ＥＣＣ復号化部７３は誤ったデータを訂正している。また、図１０（５）では、画素番号ｐ２の画素のデータは、誤ったデータを３ビット含んでいたので、ＥＣＣ復号化部７３は、画素番号ｐ２の画素のデータを誤ったデータであると特定し、誤り画素位置情報を生成する。
【０１１５】
画像処理部７４が、復号化されたＲＡＷ画像データを補間し、出力データを生成する方法は第１の実施形態と同様の方法である。
【０１１６】
上述したとおり、本実施形態では、撮影モード選択部７１が生成するモード選択信号に応じて、パンクチャ部６４は、符号化データに含まれる冗長ビットの一部を間引く。また、符号補間部７２は、モード選択信号に応じて間引かれた冗長ビットが存在していた位置に「０」を補間し、補間後データを生成する。
【０１１７】
また、ＥＣＣ復号化部７３は、符号補間部７２が補間した「０」を誤りデータとみなして補間後データを復号化する。これにより、ＥＣＣ復号化部７３での誤り訂正処理においては、誤り訂正能力が間引き前と比べ低下するが、伝送部８０で伝送すべきデータ量は間引き前より少なくなるため、伝送速度の向上や、伝送に用いる信号線数を減らすことができる。
【０１１８】
また、撮影モードが「動画撮影モード」であれば、間引き数を増やすことで伝送帯域を抑えることができる。また、撮影モードが「静止画撮影モード」であれば、間引き数を減らす、もしくは、間引きしないままとすることで、静止画の全ての画素を伝送するまでに時間がかかっても伝送誤り率を抑えることができる。
【０１１９】
また、ＥＣＣ復号化部７３は、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つデータを正しい値に訂正する。また、画像処理部７４は、誤り画素位置情報で示された誤ったデータを、この周囲の誤りでないデータを元に計算した値で補間する。そのため、誤り訂正能力を低くしても誤ったデータを補間することができるので、先端部６０から本体部７０に伝送するデータ量を減らすことができる。
【０１２０】
また、本実施形態の内視鏡装置３では、先端部６０から本体部７０に伝送するデータ量を減らすことができるため、伝送部８０に細径の信号線を用いることができる。そのため、伝送部８０と接続している先端部６０の外径も小さくすることができる。
【０１２１】
また、ＥＣＣ復号化部７３によって、誤り訂正能力以下のビット誤りを持つ画素のデータは完全に訂正さる。また、誤り検出能力以下のビット誤りを持つ画素のデータは、画像処理部７４によって、周囲の誤っていない画素のデータに基づいて算出された値に置き換えられる。そのため、輝点や滅点を減らすことができる。
【０１２２】
以上より、本実施形態においては、必要に応じて伝送誤り訂正能力を可変させ、要求される画質の違いにあわせた画像の出力を行うことができる。
【０１２３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態と第３の実施形態とで異なる点は、本実施形態の電子内視鏡装置は、先端部の種類に応じて、パンクチャ部が間引く冗長ビットが決まっており、本体部は、接続されている先端部の種類を特定し、接続されている先端部が有するパンクチャ部で間引かれた冗長ビットを補間する点である。
【０１２４】
例えば、種類Ａの先端部が有するパンクチャ部は冗長ビットの最終ビットを間引き、種類Ｂの先端部が有するパンクチャ部は冗長ビットの最終ビットと最終ビットから２ビット目のビットを間引く。この場合、本体部は、接続されている先端部の種類を特定し、接続されている先端部が種類Ａである場合、冗長ビットの最終ビットを補間する。また、本体部は、接続されている先端部が種類Ｂである場合、冗長ビットの最終ビットと最終ビットから２ビット目のビットを補間する。
【０１２５】
図１１は、本実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、電子内視鏡装置４は、先端部９０と、本体部１００と、伝送部１１０とを有する。先端部９０は、撮像部９１と、Ａ／Ｄ変換部９２と、ＥＣＣ符号化部９３と、パンクチャ部９４と、先端種別記憶部９５とを有する。本体部１００は、先端種別判別部１０１（判別部）と、符号補間部１０２と、ＥＣＣ復号化部１０３と、画像処理部１０４と、表示部１０５とを有する。
【０１２６】
撮像部９１と、Ａ／Ｄ変換部９２と、ＥＣＣ符号化部９３との機能は、第３の実施形態の各部の機能と同様である。パンクチャ部９４は、ＥＣＣ復号化部９３が付した冗長ビットのうち、先端部９０の種類に応じて予め定められている特定の位置のビットを間引いて間引きデータを生成する。例えば、冗長ビットの最終のビットを間引くと予め定められている場合、パンクチャ部９４は、冗長ビットの最終のビットを間引く。なお、パンクチャ部９４の構成は、第３の実施形態のパンクチャ部６４の構成と同様である。先端種別記憶部９５は、先端部の種類を一意に特定する先端種別情報を記憶する。
【０１２７】
伝送部１１０は、先端種別記憶部９５が記憶する先端種別情報を先端部９０から本体部１００に伝送する。また、伝送部１１０は、先端部９０から本体部１００に間引きデータを伝送する。伝送部１１０が間引きデータを先端部９０から本体部１００に伝送する際、伝送途中の条件によっては伝送誤りが発生する。なお、この伝送誤りは、間引きデータ中のビットが反転することを意味する。
【０１２８】
先端種別判別部１０１は、伝送部１１０が伝送した先端種別情報に基づいて、先端部９０のパンクチャ部９４が間引く冗長ビットを判別し、パンクチャ部９４が間引く冗長ビットの位置を一意に特定するモード選択信号を生成する。また、先端種別判別部１０１は、生成したモード選択信号を符号補間部１０２に入力する。
【０１２９】
符号補間部１０２は、間引きデータとモード選択信号とに基づいて、パンクチャ部９４が間引いた冗長ビットの位置に適当なビットを追加することで補間後データを生成する。また、符号補間部１０２は、生成した補間後データを符号化データとしてＥＣＣ復号化部１０３に入力する。ＥＣＣ復号化部１０３と、画像処理部１０４と、表示部１０５の機能は、第３の実施形態における各部の機能と同様である。
【０１３０】
上述したとおり、本実施形態では、先端部９０の種類毎に、パンクチャ部９４が間引く冗長ビットが定められている。そして、パンクチャ部９４は、符号化データに含まれる冗長ビットのうち、予め定められている冗長ビットを間引く。また、先端種別判別部１０１は、接続されている先端部９０の種類を判別する。そして、符号補間部１０２は、先端部９０の種類に応じて間引かれる冗長ビットが一意に定められているため、間引かれた冗長ビットが存在していた位置に「０」を補間し、補間後データを生成する。
【０１３１】
また、ＥＣＣ復号化部１０３は、符号補間部１０２が補間した「０」を誤りデータとみなして補間後データを復号化する。これにより、ＥＣＣ復号化部１０３での誤り訂正処理においては、誤り訂正能力が間引き前と比べ低下するが、伝送部１１０で伝送すべきデータ量は間引き前より少なくなるため、伝送速度の向上や信号線数を減らすことができる。
【０１３２】
また、先端部９０の種類に応じて間引く冗長ビットを予め定めることができるため、ある種類の先端部９０であれば、間引き数を増やすことで伝送帯域を抑えることができる。また、他の種類の先端部９０であれば、冗長ビットの間引き数を減らす、もしくは、冗長ビットの間引きを行わないとすることで、静止画の全ての画素を伝送するまでに時間がかかっても伝送誤り率を抑えることができる。このように、先端部９０の特性に合わせて、冗長ビットの間引き数を設定することができる。
【０１３３】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態と第４の実施形態とで異なる点は、本実施形態の電子内視鏡装置は、先端部の種類に応じて、用いる符号化方式が異なり、本体部は、接続されている先端部の種類を特定し、接続されている先端部が用いる符号化方式に対応した方式で復号化する点である。
【０１３４】
例えば、種類Ａの先端部が有するＥＣＣ符号化部が用いる符号化方式はハミング符号であり、種類Ｂの先端部が有するＥＣＣ符号化部が用いる符号化方式はＢＣＨ符号であるとする。この場合、本体部は、接続されている先端部の種類を特定し、接続されている先端部が種類Ａである場合、ＥＣＣ復号化部はハミング符号を用いて復号化する。また、本体部は、接続されている先端部が種類Ｂである場合、ＥＣＣ復号化部はＢＣＨ符号を用いて復号化する。
【０１３５】
図１２は、本実施形態における電子内視鏡装置の構成を示した概略図である。図示する例では、電子内視鏡装置５は、先端部１２０と、本体部１３０と、伝送部１４０とを有する。先端部１２０は、撮像部１２１と、Ａ／Ｄ変換部１２２と、ＥＣＣ符号化部１２３と、先端種別記憶部１２４とを有する。本体部１３０は、先端種別判別部１３１と、ＥＣＣ復号化部１３２と、画像処理部１３３と、表示部１３４とを有する。
【０１３６】
撮像部１２１と、Ａ／Ｄ変換部１２２と、先端種別記憶部１２４との機能は、第４の実施形態の各部の機能と同様である。ＥＣＣ符号化部１２３は、先端部１２０の種類に応じて予め定められている符号化方式で、ＲＡＷ画像データから符号化データを生成する。
【０１３７】
伝送部１４０は、先端種別記憶部１２４が記憶する先端種別情報を先端部１２０から本体部１３０に伝送する。また、伝送部１４０は、先端部１２０から本体部１３０に符号化データを伝送する。伝送部１４０が符号化データを先端部１２０から本体部１３０に伝送する際、伝送途中の条件によっては伝送誤りが発生する。なお、この伝送誤りは、符号化データ中のビットを反転することを意味する。
【０１３８】
先端種別判別部１３１は、伝送部１４０が伝送した先端種別情報に基づいて、先端部１２０のＥＣＣ符号化部１２３が用いる符号化方式を判別し、この符号化方式を一意に特定するモード選択信号を生成する。また、先端種別判別部１３１は、生成したモード選択信号をＥＣＣ復号化部１３２に入力する。
【０１３９】
ＥＣＣ復号化部１３２は、モード選択信号で一意に特定される符号化方式を用いて、符号化データに含まれる伝送誤りを、誤り訂正符号によって訂正し、復号化データと、誤り画素位置情報を生成する。画像処理部１３３と、表示部１３４の機能は、第４の実施形態における各部の機能と同様である。
【０１４０】
上述したとおり、本実施形態では、先端部１２０の種類毎に、ＥＣＣ符号化部１２３が用いる符号化方式が異なる。また、先端種別判別部１３１は、接続されている先端部１２０の種類を判別する。そして、ＥＣＣ復号化部１３２は、先端部１２０の種類に応じて用いられる符号化方式が一意に定められているため、ＥＣＣ符号化部１２３が符号化に用いた符号化方式を用いて符号化データから復号化データを生成する。
【０１４１】
これにより、符号化データを生成する際に用いる符号化方式が異なる先端部１２０を複数種類使用する場合においても、１つの本体部１３０を共用することができる。
【０１４２】
以上、この発明の第１の実施形態から第５の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【０１４３】
例えば、第１の実施形態および第３の実施形態〜第５の実施形態では、本体部と伝送部との間のデータの伝送を、伝送部を介して行っているが、第２の実施形態のように、先端部に送信部を備え、本体部に受信部を備えて無線通信を用いて伝送するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４４】
１，２，３，４，５・・・電子内視鏡装置、１０，４０，６０，９０，１２０・・・先端部、１１，４１，６１，９１，１２１・・・撮像部、１２，４２，６２，９２，１２２・・・Ａ／Ｄ変換部、１３，４３，６３，９３，１２３・・・ＥＣＣ符号化部、２０，５０，７０，１００，１３０・・・本体部、２１，５２，７３，１０３，１３２・・・ＥＣＣ復号化部、２２，５３，７４，１０４，１３３・・・画像処理部、２３，５４，７５，１０５，１３４・・・表示部、３０，８０，１１０，１４０・・・伝送部，４４・・・送信部、５１・・・受信部，６４，９４・・・パンクチャ部，７１・・・撮影モード選択部、７２，１０２・・・符号補間部，９５，１２４・・・先端種別記憶部、１０１，１３１・・・先端種別判別部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部と、本体部と、前記先端部と前記本体部とを通信可能に接続する伝送部とからなる電子内視鏡装置であって、
前記先端部に設けられ、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像部と、
前記先端部に設けられ、前記画像信号を量子化して画像データを生成するＡ／Ｄ変換部と、
前記先端部に設けられ、誤り訂正符号を用いて前記画像データを符号化して符号化データを生成する符号化部と、
前記本体部に設けられ、前記符号化データを復号化することにより前記画像データの伝送誤りを訂正する復号化部と、
前記本体部に設けられ、前記復号化部による訂正後に前記画像データに残る伝送誤りを補正する画像処理部と、
を有することを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
前記復号化部は、伝送誤りの訂正が不可能だった前記画像データに含まれる画素の位置を示す誤り画素位置情報を生成し、
前記画像処理部は、前記誤り画素位置情報で特定される前記画素のデータを、画像補間により補間する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、前記誤り画素位置情報で特定される前記画素のデータを、当該画素の周囲の画素の値に基づいて算出した値に置き換える
ことを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】
前記本体部に設けられ、前記先端部の種類を判別し、前記先端部の種類を一意に特定する判別情報を生成する判別部
を有し、
前記符号化部は、前記先端部の種類毎に定められている誤り訂正符号を用いて前記符号化データを生成し、
前記復号化部は、前記判別部が判別する前記先端部の種類に基づいて、当該先端部に設けられた前記符号化部で使用されている前記誤り訂正符号を特定し、当該誤り訂正符号を用いて前記符号化データを復号化する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】
前記先端部に設けられ、前記符号化データの一部を間引いて符号化データ長を縮めるパンクチャ部と、
前記本体部に設けられ、前記パンクチャ部が間引いた部分に信号を追加して前記符号化データ長を元に戻す符号補間部と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】
前記本体部に設けられ、前記パンクチャ部が間引く前記符号化データのビット数を設定するモード選択信号を出力するモード選択部
を有し、
前記パンクチャ部は、前記符号化データのうち、前記モード選択信号で特定されるビット数のデータを間引く
ことを特徴とする請求項５に記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】
前記先端部に設けられ、前記符号化データから、前記先端部の種類毎に定められている位置のデータを間引いて符号化データ長を縮めるパンクチャ部と、
前記本体部に設けられ、前記先端部の種類を判別し、前記先端部の種類を一意に特定する判別情報を生成する判別部と、
前記本体部に設けられ、前記判別部が判別する前記先端部の種類に基づいて、当該先端部に設けられた前記パンクチャ部が前記データを間引く位置を特定し、当該特定した位置に信号を追加して前記符号化データ長を元に戻す符号補間部と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項８】
先端部と本体部とからなる電子内視鏡装置であって、
前記先端部に設けられ、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像部と、
前記先端部に設けられ、前記画像信号を量子化して画像データを生成するＡ／Ｄ変換部と、
前記先端部に設けられ、誤り訂正符号を用いて前記画像データを符号化して符号化データを生成する符号化部と、
前記先端部に設けられ、前記符号化データを前記本体部に送信する送信部と、
前記本体部に設けられ、前記先端部から送信された前記符号化データを受信する受信部と、
前記本体部に設けられ、前記符号化データを復号化することにより前記画像データの伝送誤りを訂正する復号化部と、
前記本体部に設けられ、前記復号化部による訂正後に前記画像データに残る伝送誤りを補正する画像処理部と、
を有することを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項９】
前記送信部と前記受信部とは、無線通信を用いてデータの伝送を行う
ことを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１０】
前記符号化部と前記復号化部で用いる誤り訂正符号は、画素ごとに符号化および復号化する誤り訂正符号である
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１１】
前記撮像部は、原色フィルタまたは補色フィルタを有する単板式カラー撮像素子である
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１２】
前記画像処理部は、復号化した前記画像データに基づいてカラー画像データを生成する
ことを特徴とする請求項１１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１】
先端部と、本体部と、前記先端部と前記本体部とを通信可能に接続する伝送部とからなる電子内視鏡装置であって、
前記先端部に設けられ、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像部と、
前記先端部に設けられ、前記画像信号を量子化して画像データを生成するＡ／Ｄ変換部と、
前記先端部に設けられ、誤り訂正符号を用いて前記画像データを符号化して符号化データを生成する符号化部と、
前記本体部に設けられ、前記符号化データを復号化することにより前記画像データの伝送誤りを訂正する復号化部と、
前記本体部に設けられ、前記復号化部による訂正後に前記画像データに残る伝送誤りを補正する画像処理部と、
を有することを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
前記復号化部は、伝送誤りの訂正が不可能だった前記画像データに含まれる画素の位置を示す誤り画素位置情報を生成し、
前記画像処理部は、前記誤り画素位置情報で特定される前記画素のデータを、画像補間により補間する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、前記誤り画素位置情報で特定される前記画素のデータを、当該画素の周囲の画素の値に基づいて算出した値に置き換える
ことを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】
前記本体部に設けられ、前記先端部の種類を判別し、前記先端部の種類を一意に特定する判別情報を生成する判別部
を有し、
前記符号化部は、前記先端部の種類毎に定められている誤り訂正符号を用いて前記符号化データを生成し、
前記復号化部は、前記判別部が判別する前記先端部の種類に基づいて、当該先端部に設けられた前記符号化部で使用されている前記誤り訂正符号を特定し、当該誤り訂正符号を用いて前記符号化データを復号化する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】
前記先端部に設けられ、前記符号化データの一部を間引いて符号化データ長を縮めるパンクチャ部と、
前記本体部に設けられ、前記パンクチャ部が間引いた部分に信号を追加して前記符号化データ長を元に戻す符号補間部と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】
前記本体部に設けられ、前記パンクチャ部が間引く前記符号化データのビット数を設定するモード選択信号を出力するモード選択部
を有し、
前記パンクチャ部は、前記符号化データのうち、前記モード選択信号で特定されるビット数のデータを間引く
ことを特徴とする請求項５に記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】
前記先端部に設けられ、前記符号化データから、前記先端部の種類毎に定められている位置のデータを間引いて符号化データ長を縮めるパンクチャ部と、
前記本体部に設けられ、前記先端部の種類を判別し、前記先端部の種類を一意に特定する判別情報を生成する判別部と、
前記本体部に設けられ、前記判別部が判別する前記先端部の種類に基づいて、当該先端部に設けられた前記パンクチャ部が前記データを間引く位置を特定し、当該特定した位置に信号を追加して前記符号化データ長を元に戻す符号補間部と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項８】
先端部と本体部とからなる電子内視鏡装置であって、
前記先端部に設けられ、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像部と、
前記先端部に設けられ、前記画像信号を量子化して画像データを生成するＡ／Ｄ変換部と、
前記先端部に設けられ、誤り訂正符号を用いて前記画像データを符号化して符号化データを生成する符号化部と、
前記先端部に設けられ、前記符号化データを前記本体部に送信する送信部と、
前記本体部に設けられ、前記先端部から送信された前記符号化データを受信する受信部と、
前記本体部に設けられ、前記符号化データを復号化することにより前記画像データの伝送誤りを訂正する復号化部と、
前記本体部に設けられ、前記復号化部による訂正後に前記画像データに残る伝送誤りを補正する画像処理部と、
を有することを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項９】
前記送信部と前記受信部とは、無線通信を用いてデータの伝送を行う
ことを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１０】
前記符号化部と前記復号化部で用いる誤り訂正符号は、画素ごとに符号化および復号化する誤り訂正符号である
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１１】
前記撮像部は、原色フィルタまたは補色フィルタを有する単板式カラー撮像素子である
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１２】
前記画像処理部は、復号化した前記画像データに基づいてカラー画像データを生成する
ことを特徴とする請求項１１に記載の電子内視鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１１１２３（Ｐ２０１２−１１１２３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５２９９１（Ｐ２０１０−１５２９９１）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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