具有機載數(shù)據(jù)儲存器的膠囊相機及用于其的方法
【專利說明】具有機載數(shù)據(jù)儲存器的膠囊相機及用于其的方法
[0001]相關申請案
[0002]本申請案主張2013年12月20日申請的美國臨時專利申請案第61/919，498號的優(yōu)先權的權利，所述案的全部內容以引用的方式并入本文中。
【背景技術】
[0003]膠囊相機（capsule camera)為由患者吞下的醫(yī)療裝置。相機膠囊沿著患者的消化道行進，且用機載影像傳感器/相機連續(xù)地拍攝影像。膠囊連續(xù)地以無線方式將影像數(shù)據(jù)傳輸至由患者佩戴的接收器裝置。
[0004]先前技術膠囊相機具有若干缺點。第一，其部分地歸因于無線數(shù)據(jù)傳輸裝置的存在而在結構上復雜。第二，其需要大的電池容量來連續(xù)地傳輸無線數(shù)據(jù)。第三，患者需要在整個程序中佩戴接收器裝置，且在無線數(shù)據(jù)傳輸期間連續(xù)地暴露至非離子化輻射。

【發(fā)明內容】

[0005]揭露一種具有機載數(shù)據(jù)儲存器的膠囊相機。所述膠囊相機包括相機，所述相機能夠捕捉包括初始影像圖框及下一影像圖框的影像。所述機載數(shù)據(jù)儲存器能夠儲存與所述影像相關聯(lián)的影像數(shù)據(jù)，且以通信方式耦接至所述膠囊相機的揮發(fā)性內存單元及控制子系統(tǒng)兩者。所述揮發(fā)性內存單元能夠暫時性地儲存所述初始影像圖框及所述下一影像圖框。所述控制子系統(tǒng)能夠判定所述初始影像圖框及所述下一影像圖框是不同的抑或實際上相同的。所述控制子系統(tǒng)亦能夠在所述下一影像圖框不同于所述初始影像圖框的情況下將所述下一影像圖框傳輸至所述機載數(shù)據(jù)儲存器。
[0006]亦揭露一種用于用具有機載數(shù)據(jù)儲存器的膠囊相機記錄視訊的方法。所述方法包括：使用相機捕捉初始影像圖框；在捕捉所述初始影像圖框之后以初始持續(xù)時間捕捉下一影像圖框；比較所述初始影像圖框與所述下一影像圖框以判定其是不同的抑或實際上相同的。若所述下一影像圖框不同于所述初始影像圖框，則所述方法亦包括將所述下一影像圖框傳輸至所述機載數(shù)據(jù)儲存器。
【附圖說明】
[0007]圖I展示實施例中的具有機載數(shù)據(jù)儲存器的膠囊相機。
[0008]圖2展示實施例中的圖I的膠囊相機的實施，其中罩殼打開以允許存取機載數(shù)據(jù)儲存器的接點以用于下載所記錄影像數(shù)據(jù)。
[0009]圖3展示實施例中的圖I的膠囊相機的實施，其中導電針穿透罩殼以與機載數(shù)據(jù)儲存器的接點連接以用于下載所記錄影像數(shù)據(jù)。
[0010]圖4展示實施例中的具有機載數(shù)據(jù)儲存器及無線通信的膠囊相機。
[0011]圖5為說明實施例中的用于用具有機載數(shù)據(jù)儲存器及機載相機的膠囊相機記錄視訊的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0012]圖1展示例示性膠囊相機100，膠囊相機100中具有數(shù)據(jù)儲存單元108。膠囊相機100提供優(yōu)于先前技術膠囊相機的優(yōu)點。膠囊相機100不需要無線傳輸器，此意謂患者不需要佩戴接收器來捕捉由膠囊相機100捕捉的影像數(shù)據(jù)，且膠囊相機100不在穿過患者身體的同時發(fā)射輻射。在膠囊相機100的操作期間的功率消耗得以降低。
[0013]膠囊相機100包括相機120、控制子系統(tǒng)140、電池106、數(shù)據(jù)儲存單元108、以通信方式耦接數(shù)據(jù)儲存單元108與控制子系統(tǒng)140的數(shù)據(jù)寫入路徑110，以及受控制以照明相機120的視野114的一或多個LED112。相機120更包括透鏡組122及影像傳感器124。影像傳感器124可為具有諸如640 X 480 (VGA)或1280 X 720 (HD)的顯示器分辨率的CMOS影像傳感器。數(shù)據(jù)儲存單元108可包括諸如閃存的非揮發(fā)性隨機存取內存，或不同類型的非揮發(fā)性內存。
[0014]控制子系統(tǒng)140更包括揮發(fā)性內存單元142及影像數(shù)據(jù)處理器144。揮發(fā)性內存單元142藉由導線連接111耦接至影像傳感器124。盡管圖1展示兩個LED 112，但膠囊相機100可包括一個、三個，或更多LED 112，而不脫離本發(fā)明的范疇。
[0015]在操作的一實例中，膠囊相機100由患者吞下。相機120用透鏡組122及影像傳感器124捕捉患者消化道的影像。在實施例中，影像傳感器124以諸如10圖框/秒(FPS)或更大的圖框速率捕捉影像。由相機120所捕捉的影像數(shù)據(jù)被傳輸至控制子系統(tǒng)140。舉例而言，由影像傳感器124所捕捉的影像數(shù)據(jù)經由導線連接111直接地傳輸至揮發(fā)性內存單元142以暫時性地儲存。揮發(fā)性內存單元142儲存兩個或兩個以上接連的影像以由影像數(shù)據(jù)處理器144處理。當影像傳感器124將影像傳輸至揮發(fā)性內存單元142以暫時性地儲存時，控制子系統(tǒng)140自揮發(fā)性內存單元142刪除所述兩個或兩個以上接連的影像中的最舊影像以為最新近影像騰出空間。揮發(fā)性內存單元142可具有僅僅足以容下幾個影像的容量，例如，在影像傳感器124具有16位像素的情況下容量為大約600Kb至大約2Mb。影像數(shù)據(jù)處理器144處理暫時性地儲存于揮發(fā)性內存單元142中的影像數(shù)據(jù)，且選擇需要更長期儲存的數(shù)據(jù)，控制子系統(tǒng)140接著將所述更長期儲存的數(shù)據(jù)經由數(shù)據(jù)寫入路徑110傳達至數(shù)據(jù)儲存單元108以供永久儲存。當膠囊相機100由患者排出時，其經回收且所儲存影像數(shù)據(jù)被從數(shù)據(jù)儲存單元108擷取。
[0016]影像數(shù)據(jù)處理器144擷取暫時性地儲存于揮發(fā)性內存單元142中的影像數(shù)據(jù)以供比較性處理。更特定而言，影像數(shù)據(jù)處理器144自揮發(fā)性內存單元142擷取兩個接連的影像(例如，第一影像及第二影像)，且逐像素地比較所述兩個影像。在一實例中，若更新近影像(亦即，第二影像)的所有像素具有與較不新近影像(亦即，第一影像)的其相應像素相同的信號(至少差異在典型的噪聲誘發(fā)變化內)，則影像數(shù)據(jù)處理器144將所述兩個影像認為是實際上相同的。
[0017]在另一實例中，若如由影像比較算法所計算的在所述兩個影像之間的差不超過預定最大差，則影像數(shù)據(jù)處理器144認為所述兩者是實際上相同的。影像比較算法可為二維交叉相關，可根據(jù)其將最大差計算(例如)為每一像素的交叉相關值的最大均方根值。影像比較算法的其他實例包括關鍵點匹配(keypoint matching)及尺度不變特征變換(scale-1nvariant feature transforms)。
[0018]數(shù)據(jù)儲存單元108的非揮發(fā)性部分包括機器可讀指令118，機器可讀指令118由影像數(shù)據(jù)處理器144執(zhí)行以實施影像比較算法的功能性。
[0019]若影像數(shù)據(jù)處理器144認為所述兩個影像并非實際上相同的，則影像數(shù)據(jù)處理器144認為所述兩個影像是不同的。若影像數(shù)據(jù)處理器144認為所述兩個接連的影像是不同的，則影像數(shù)據(jù)處理器144經由數(shù)據(jù)寫入路徑110將更新近的第二影像傳達至數(shù)據(jù)儲存單元108以永久地儲存。若影像數(shù)據(jù)處理器144認為所述兩個接連的影像是實際上相同的，則假設數(shù)據(jù)儲存單元108業(yè)已儲存第一影像，影像數(shù)據(jù)處理器144就不將任何數(shù)據(jù)傳達至數(shù)據(jù)儲存單元108以供永久儲存。在不脫離本發(fā)明的范疇的情況下，第一影像及第二影像可能并非接連的。
[0020]在實施例中，若影像數(shù)據(jù)處理器144認為兩個接連的影像實際上相同，則控制子系統(tǒng)140指示相機120將初始圖框速率降低至較慢的第二圖框速率。在圖框速率降低的一實例中，控制子系統(tǒng)140的圖框速率模塊146指示相機120將10 FPS或更大的初始圖框速率降低至3 FPS的第二圖框速率。另外，影像數(shù)據(jù)處理器144并不將任何數(shù)據(jù)傳達至數(shù)據(jù)儲存單元108以供永久儲存。在不脫離本發(fā)明的范疇的情況下，圖框速率模塊146可為影像數(shù)據(jù)處理器144的部分，使得影像數(shù)據(jù)處理器144執(zhí)行圖框速率模塊146的功能性。
[0021]自初始圖框速率切換至較慢的第二圖框速率降低相機120及控制子系統(tǒng)140的功率消耗，此引起電池106的延長的壽命。若影像數(shù)據(jù)處理器144認為所述兩個接連的影像不同，則維持初始圖框速率，同時影像數(shù)據(jù)處理器144經由數(shù)據(jù)寫入路徑110將更新近的影像傳達至數(shù)據(jù)儲存單元108以永久地儲存。當相機120具有可變圖框速率時，控制子系統(tǒng)140可隨發(fā)送至數(shù)據(jù)儲存單元108的每一影像包括圖框速率及與影像數(shù)據(jù)儲存器相關聯(lián)的時戳中的一者或兩者。此允許實現(xiàn)輸出視訊的恰當同步。在不脫離本發(fā)明的范疇的情況下，影像捕捉速率可不同于本文所論述的影像捕捉速率。
[0022]膠囊相機100可在多達大約8小時的時間里行進通過患者的消化道。可了解，在大約10 FPS的例示性影像捕捉速率下，