图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统及帧率自适应方法技术方案

本发明专利技术涉及图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统，包括：记录器数据处理器用于对胶囊内窥镜的第一姿态信息和便携式记录器的第二姿态信息进行滤波，得到第一姿态信息四元数p0和第二姿态信息四元数p1，并计算t0时刻p0和p1的中位插值s0，以及t1时刻p′0和p′1的中位插值s1；所述记录器数据处理器还用于计算中位插值s0和s1之间的差值diff0，并将上述差值diff0与单位四元数进行四元数的点积运算，根据该点积运算的结果判断胶囊内窥镜与便携式记录器是否存在相对运动，并根据该判断结果生成相应的指令信号发送至胶囊内窥镜；及胶囊数据处理器用于根据所述指令信号调整胶囊内窥镜的拍摄帧率。

Frame rate adaptive wireless capsule endoscope system and frame rate adaptive method

The present invention relates to a wireless capsule endoscope image frame rate adaptive system, including: recorder data processor for the second attitude information of capsule endoscope first attitude information and portable recorder for filtering first attitude information four yuan P0 and second yuan P1 the number of attitude information four, median interpolation S0 and calculate the t0 moments P0 and P1, and the T1 time p '0 and P' 1 bit interpolation S1; the recorder data processor is also used for the calculation of difference between diff0 and S1 in S0 interpolation, and the difference between diff0 and the number of units to four yuan four yuan the number of dot product operation, determine the capsule endoscope and whether the portable recorder has a relative motion according to the dot product operation results, and according to the judgment result to generate the corresponding command signal sent to the capsule endoscope and capsule; according to the data processor is used to refer to The signal adjusts the frame rate of the capsule endoscope.

【技术实现步骤摘要】
图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统及帧率自适应方法
本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统及帧率自适应方法。
技术介绍
胶囊内窥镜由于其无创、无痛、安全、可靠性高等优势，目前已被广泛应用于消化道系统检查中。胶囊内窥镜主要依靠其内部的摄像装置完成受检者体内图像的拍摄，并通过数据处理装置对图像进行压缩等处理，由无线的方式传到体外，所有这些设备均由胶囊内部电池供电。胶囊内窥镜完成一次完整拍摄过程大约会拍摄5万张左右的图像，而在拍摄过程中往往会存在很多的重复图像，这种重复图像的存在一方面浪费胶囊有限的电量，一方面也给阅片医生增加了工作负担。因此需要一种方法可以减少拍摄过程中重复及无效图像的张数，提高胶囊的工作效率，节省胶囊内部有限的电量，从而减少医生的阅片数量，降低工作强度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统及帧率自适应方法，该系统通过胶囊内部六轴传感器与便携式记录器内部六轴传感器的相对运动来判断拍摄图像帧率的胶囊内窥镜系统，通过相对运动的判断能够准确定位并实时调整拍摄图像帧率，减少拍摄图像的重复性以及降低漏拍病变的概率，提高胶囊内窥镜工作效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统，包括胶囊内窥镜和便携式记录器，该胶囊内窥镜包括胶囊数据处理器和第一六轴传感器，所述便携式记录器包括第二六轴传感器及记录器数据处理器；所述第一六轴传感器用于采集胶囊内窥镜的第一姿态信息；所述第二六轴传感器用于采集便携式记录器的第二姿态信息；所述记录器数据处理器用于对所述第一姿态信息和第二姿态信息进行滤波，得到第一姿态信息四元数p0和第二姿态信息四元数p1，并计算t0时刻第一姿态信息四元数p0和第二姿态信息四元数p1的中位插值s0，以及t1时刻第一姿态信息四元数p′0和第二姿态信息四元数p′1的中位插值s1；所述记录器数据处理器还用于计算中位插值s0和s1之间的差值diff0，并将上述差值diff0与单位四元数[1,0,0,0]进行四元数的点积运算，当上述点积运算的结果|diff0·[1,0,0,0]|2∈(0.01,1]时判定胶囊内窥镜与便携式记录器存在相对运动，否则判定胶囊内窥镜与便携式记录器不存在相对运动，并根据该判断结果生成相应的指令信号发送至胶囊内窥镜；所述胶囊数据处理器用于接收便携式记录器发送的指令信号，并根据该指令信号调整胶囊内窥镜的拍摄帧率。作为本专利技术的进一步改进，当所述指令信号为胶囊内窥镜与便携式记录器是否存在相对运动的判断结果时，通过以下步骤调整胶囊内窥镜的拍摄帧率：记录器数据处理器将判断结果通过指令信号发送至胶囊数据处理器；当胶囊内窥镜与便携式记录器存在相对运动时，胶囊数据处理器采集摄像装置中当前图像帧率值；若摄像装置中当前图像帧率为最高帧率，则不调整图像帧率，否则通过胶囊数据处理器将摄像装置中图像帧率提高；及当胶囊内窥镜与便携式记录器不存在相对运动时，通过胶囊数据处理器将摄像装置中图像帧率降低。作为本专利技术的进一步改进，当所述指令信号为用于调整摄像装置中图像帧率的信号时，通过以下步骤调整胶囊内窥镜的拍摄帧率：当胶囊内窥镜与便携式记录器存在相对运动时，记录器数据处理器获取摄像装中当前图像帧率值；若摄像装置中当前图像帧率为最高帧率，则将不调整图像帧率的指令信号发送至胶囊数据处理器，否则将提高摄像装置中图像帧率的指令信号发送至胶囊数据处理器；当胶囊内窥镜与便携式记录器不存在相对运动时，将降低摄像装置中图像帧率的指令信号发送至胶囊数据处理器；及胶囊数据处理器在接收到上述指令信号后，根据该信号指令对胶囊内窥镜的拍摄帧率进行相应调整。一种利用上述系统的图像帧率自适应方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：第一六轴传感器采集胶囊内窥镜的第一姿态信息；第二六轴传感器采集便携式记录器的第二姿态信息；步骤2：记录器数据处理器对所述第一姿态信息和第二姿态信息进行滤波，得到第一姿态信息四元数p0和第二姿态信息四元数p1，并计算t0时刻第一姿态信息四元数p0和第二姿态信息四元数p1的中位插值s0，以及t1时刻第一姿态信息四元数p′0和第二姿态信息四元数p′1的中位插值s1；步骤3：记录器数据处理器计算中位插值s0和s1之间的差值diff0，并将上述差值diff0与单位四元数[1,0,0,0]进行四元数的点积运算，当上述点积运算的结果|diff0·[1,0,0,0]|2∈(0.01,1]时判定胶囊内窥镜与便携式记录器存在相对运动，否则判定胶囊内窥镜与便携式记录器不存在相对运动，并根据该判断结果生成相应的指令信号发送至胶囊内窥镜；当胶囊数据处理器接收便携式记录器发送的指令信号，并根据该指令信号调整胶囊内窥镜的拍摄帧率。与现有的技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术采用图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统通过六轴传感器信息的相对运动判断是否调节图像帧率，可有效减少在相同位置拍摄过多图像、在胶囊运动较快时漏拍，提高了胶囊的工作效率，有效避免了大量重复和冗余图片的拍摄。2、本专利技术通过相对运动判断胶囊内窥镜的运动状态可以更加准确的得到胶囊内窥镜实际运动情况，从而可以更加精确的对胶囊内窥镜进行控制。3、本专利技术通过相对运动的检测，能够有效避免人体小幅度走动时导致的胶囊误判，提高胃肠道蠕动判断的准确率。4、本专利技术具有对拍摄图像的帧率的自适应调整功能，可以在人体消化道腔内根据位置以及运动状态进行所拍摄图像帧率的自适应控制。附图说明图1为本专利技术无线胶囊内窥镜系统的结构示意图。图2为本专利技术帧率自适应方法的流程示意图。其中，1—胶囊内窥镜、1.1—胶囊内供电装置、1.2—摄像装置、1.3—第一射频传输装置、1.4—胶囊数据处理器、1.5—第一六轴传感器、2—便携式记录器、2.1—第二射频传输装置、2.2—第二六轴传感器、2.3—记录器数据处理器。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：本专利技术图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统，如图1所示，该无线胶囊内窥镜系统包括胶囊内窥镜1和便携式记录器2。所述胶囊内窥镜1包括胶囊内供电装置1.1、摄像装置1.2、第一射频传输装置1.3、胶囊数据处理器1.4和第一六轴传感器1.5。所述便携式记录器2包括第二射频传输装置2.1、第二六轴传感器2.2、及记录器数据处理器2.3。所述摄像装置1.2的信号输出端连接胶囊数据处理器1.4的图像信号输入端，胶囊数据处理器1.4的数据通信端连接第一射频传输装置1.3的第一射频通信端，第一六轴传感器1.5的信号输出端连接第一射频传输装置1.3的第二射频通信端，第一射频传输装置1.3的第三通信端与第二射频传输装置2.1的第一通信端通过射频信号无线连接，第二六轴传感器2.2的信号输出端连接记录器数据处理器2.3的第一数据通信端，记录器数据处理器2.3的第二数据通信端连接第二射频传输装置2.1的第二通信端。所述第一六轴传感器1.5用于采集胶囊内窥镜1的第一姿态信息；第二六轴传感器2.2用于采集便携式记录器2的第二姿态信息，该便携式记录器2在使用时通过腰带或背心等方式固定于被检查者体外的某一位置，例如腹部。所述第一六轴传感器1.5所采集的姿态信息通过第一视频传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统，其特征在于，包括胶囊内窥镜(1)和便携式记录器(2)，该胶囊内窥镜(1)包括胶囊数据处理器(1.4)和第一六轴传感器(1.5)，所述便携式记录器(2)包括第二六轴传感器(2.2)及记录器数据处理器(2.3)；所述第一六轴传感器(1.5)用于采集胶囊内窥镜(1)的第一姿态信息；所述第二六轴传感器(2.2)用于采集便携式记录器(2)的第二姿态信息；所述记录器数据处理器(2.3)用于对所述第一姿态信息和第二姿态信息进行滤波，得到第一姿态信息四元数p0和第二姿态信息四元数p1，并计算t0时刻第一姿态信息四元数p0和第二姿态信息四元数p1的中位插值s0，以及t1时刻第一姿态信息四元数p′0和第二姿态信息四元数p′1的中位插值s1；所述记录器数据处理器(2.3)还用于计算中位插值s0和s1之间的差值diff0，并将上述差值diff0与单位四元数[1,0,0,0]进行四元数的点积运算，当上述点积运算的结果|diff0·[1,0,0,0]|

【技术特征摘要】
1.一种图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统，其特征在于，包括胶囊内窥镜(1)和便携式记录器(2)，该胶囊内窥镜(1)包括胶囊数据处理器(1.4)和第一六轴传感器(1.5)，所述便携式记录器(2)包括第二六轴传感器(2.2)及记录器数据处理器(2.3)；所述第一六轴传感器(1.5)用于采集胶囊内窥镜(1)的第一姿态信息；所述第二六轴传感器(2.2)用于采集便携式记录器(2)的第二姿态信息；所述记录器数据处理器(2.3)用于对所述第一姿态信息和第二姿态信息进行滤波，得到第一姿态信息四元数p0和第二姿态信息四元数p1，并计算t0时刻第一姿态信息四元数p0和第二姿态信息四元数p1的中位插值s0，以及t1时刻第一姿态信息四元数p′0和第二姿态信息四元数p′1的中位插值s1；所述记录器数据处理器(2.3)还用于计算中位插值s0和s1之间的差值diff0，并将上述差值diff0与单位四元数[1,0,0,0]进行四元数的点积运算，当上述点积运算的结果|diff0·[1,0,0,0]|2∈(0.01,1]时判定胶囊内窥镜(1)与便携式记录器(2)存在相对运动，否则判定胶囊内窥镜(1)与便携式记录器(2)不存在相对运动，并根据该判断结果生成相应的指令信号发送至胶囊内窥镜(1)；及所述胶囊数据处理器(1.4)用于接收便携式记录器(2)发送的指令信号，并根据该指令信号调整胶囊内窥镜(1)的拍摄帧率。2.根据权利要求1所述的无线胶囊内窥镜系统，其特征在于，当所述指令信号为胶囊内窥镜(1)与便携式记录器(2)是否存在相对运动的判断结果时，通过以下步骤调整胶囊内窥镜(1)的拍摄帧率：记录器数据处理器(2.3)将判断结果通过指令信号发送至胶囊数据处理器(1.4)；当胶囊内窥镜(1)与便携式记录器(2)存在相对运动时，胶囊数据处理器(1.4)采集摄像装置(1.2)中当前图像帧率值；若摄像装置(1.2)中当前图像帧率为最高帧率，则不调整图像帧率，否则通过胶囊数据处理器(1.4)将摄像装置(1.2)中图像帧率提高；及当胶囊内窥镜(1)与便携式记录器(2)不存在相对运动时，通过胶囊数据处理器(1.4)将摄像装置(1.2)中图像帧率降低。3.根据权利要求1所述的无线胶囊内窥镜系统，其特征在于，当所述指令信号为用于调整摄像装置(1.2)中图像帧率的信号时，通过以下步骤调整胶囊内窥镜(1)的拍摄帧率：当胶囊内窥镜(1)与便携式记录器(2)存在相对运动时，记录器数据处理器(2.3)获取摄像装置(1.2)中当前图像帧率值；若摄像装置(1.2)中当前图像帧率为最高帧率，则将不调整图像帧率的指令信号发送至胶囊数据处理器(1.4)，否则将提高摄像装置(1.2)中图像帧率的指令信号发送至胶囊数据处理器(1.4)；当胶囊内窥镜(1)与便携式记录器(2)不存在相对运动时，将降低摄像装置(1.2)中图像帧率的指令信号发送至胶囊数据处理器(1.4)；及胶囊数据处理器(1.4)在接收到上述指令信号后，根据该信号指令对胶囊内窥镜(1)的拍摄帧率进行相应调整。4.根据权利要求1所述的无线胶囊内窥镜系统，其特征在于：所述第一六轴传感器(1.5)采...

【专利技术属性】
技术研发人员：张皓，刘浩，徐佩佩，王新宏，段晓东，肖国华，
申请(专利权)人：安翰光电技术武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42