帶有板上數據存儲器或者數字無線傳送的體內自主相機的制作方法

專利名稱：帶有板上數據存儲器或者數字無線傳送的體內自主相機的制作方法
技術領域：
本發明涉及人體內的診斷成像。更具體的，本發明涉及使用膠嚢內窺鏡 檢查法(capsule endoscopy )來獲得消化道的圖像。，
背景技術：
用于體內(in vivo)成像體腔或通道的裝置在現有技術中已知，并且包 括內窺鏡和自主(autonomous)封裝相機。內窺鏡是通過孔或外科開口進入 身體的軟管或硬管，典型地經由嘴進入食道或經由直腸進入結腸。使用鏡頭 在末梢端形成圖像，并將該圖像通過鏡頭傳送系統或通過相干光纖束傳遞到 體外的近端。例如使用CCD或CMOS陣列，概念上類似的工具可在遠端電 子記錄圖像，并且通過線纜將圖像數據作為電信號傳遞到近端。內窺鏡允許
醫師控制視野并且是被廣泛接受的診斷工具。但是，它們確實具有許多局限、 對病人有風險、入侵并使病人不舒服，并且它們的成本限制它們作為日常健 康拍攝工具的應用。
因為穿過旋繞通道的困難，內窺鏡不能到達大部分的小腸，并且因此需 要到達整個結腸的、增加成本的特殊技術和防范措施。內窺鏡風險包括所經 過的身體器官的可能穿孔和由麻醉引起的并發癥。此外，必須在過程中病人
的痛苦和健康風險以及與麻醉相關聯的過程后的停歇時間(downtime)之間 作出平衡。內窺鏡是涉及臨床醫生的大量時間的必需住院的服務，并且因此 是昂貴的。
針對許多這些問題的可替換的體內圖像傳感器是膠嚢內窺鏡。相機和無 線電發射器一起置于可吞咽的膠嚢中，其中所述無線電發射器用于將主要包 括由數字相機記錄的圖像的數據發送到在體外的基站接收器或收發器以及數 據記錄器。膠嚢還可包括用于接收來自基站發射器的指令或其他數據的無線 電接收器。除了射頻發送，也可使用低頻電磁信號。可從膠囊內的電池或從 外部感應器感應地向膠囊內的內部感應器提供功率。
在美國專利第5604531號中描述了可吞咽膠囊中的相機的較早實例。例 如美國專利第6709387號和第6428469號之類的其它專利，描述了這樣使用 發射器將相機圖像發送到外部接收器的系統的更多細節。包括美國專利第 4278077號的其它申請描述了類似的技術。例如，美國專利第4278077號示 出用于胃部、具有相機的膠嚢，其包括相機中的膠片。美國專利第6939292 號示出了具有緩存、計時器和發射器的膠嚢。
具有內部電池的自主封裝相機的一個優點是可在病人移動、不在醫院、 并且有適當的活動限制時進行測量。基站包括圍繞感興趣的身體區域的天線 陣列，并且該陣列可臨時粘貼到皮膚或合并到可穿的背心中。數據記錄器附 連到腰帶，并包括電池電源、用于存儲記錄的圖像的數據和其它數據以隨后 上傳到診斷計算機系統上的存儲介質。
典型的過程包括早上住院病人看病，期間臨床醫生將基站設備附連到病 人，并且病人吞下膠嚢。就在吞咽之前系統開始記錄圖像，并且記錄胃腸道 (GI tract)的圖像直到它的電池變為完全放電為止。蠕動推進膠嚢通過胃腸 道。通過的速率取決于運動的程度。通常，在4到8小時內穿過小腸。在規 定的時間后，病人將數據記錄器返回臨床醫生，然后臨床醫生將數據上傳到
計算機以便后續觀看和分析。膠囊及時通過直腸，并且不需被取回。
雖然對于檢測胃中的異常不是最優的，但是膠嚢相機允許以其整體成像 從食道下到小腸末端的胃腸道(特別是小腸)。捕獲了彩色照相圖像，使得即
使當只有很小的視覺上可識別的特征而非形貌(topography)可獲得時，也可 檢測異常。該過程無痛并且不要求麻醉。顯然，與膠嚢通過身體相關聯的風 險最小，相對于內窺鏡檢查法大量減少了穿孔的風險。由于減少使用臨床醫 生的時間和臨床設備并且沒有麻醉，所以過程的成本也小于內窺鏡檢查法。
雖然有這些優點，但是現有的膠囊相機解決方案也有局限。雖然將基站 和數據記錄器設計為將不適最小化并且將活動性最大化，但是它們在測量過 程中必定妨礙病人并且產生不適。此外，難以在附連了設備時睡覺，需要在 醒著的時間開始并結束測量。過程的成本不足夠低到允許過程成為日常拍攝 過程。要求臨床醫生附連天線陣列和數據記錄器的時間是總成本的重要來源。 隨著并發測量的病人數量增加超過1或2個，數據記錄器和基站的成本變得 顯著。此外，在膠嚢中的包括天線的無線電發射器是其成本、尺寸和功耗的 重要來源。然后無線電鏈路是直接或間接造成許多成本的原因。無線系統還 可能受到來自MRI、機場安全裝置、業余視頻系統或頻譜中RF無線信號的 其它源的無線電干擾。還可能有在該系統與單個病人或兩個鄰近的人之間的 其它植入裝置之間的干擾。促成成本的另一重要原因是用于查看圖像的醫生 的時間。在當前裝置中，這樣的圖像可能有成千上萬，其增加病人歷史檔案 成本并且對因特網傳送該數據造成了障礙。
當前解決方案的另一限制是它們不能可靠地成像結腸。結腸提出了對成 像系統的許多挑戰。由于膠嚢花費比只通過小腸更長的時間通過整個胃腸道， 所以出現了許多并發癥。事實上，咽下的物質可容易地花費24小時或更長時 間通過結腸，雖然可通過增強運動性藥物減少該時間。因此，通過現有系統 成像結腸將要求病人較長時間地穿著包括天線陣列的基站和數據記錄器。
增加的測量時間導致運行的(logistical)復雜因素。在成像之前，必須凈 化結腸，并且結腸必須保持沒有消化的或部分消耗的食物，對于相機所述食 物將遮掩結腸壁。在結腸中由細菌新陳代謝的、諸如果汁或汽水之類的任何 飲料將變得混濁。因此，如果口服的自主膠嚢要成像結腸，則持續在至少從 食用瀉劑至膠嚢通過為止的大致時間段(減去消化的食物或飲料到達在結腸 中的相機的最少時間)中，病人必須不能吃或喝流體(除了水)。即使通過運
動性增強藥物的幫助，與只用于成像小腸的僅僅幾個小時相比，在吞咽膠嚢 后要堅持絕食至少8小時。難以攜帶附連設備睡覺的事實以及在正常上班時 間期間附連數據記錄器和天線陣列的實際要求產生測量計時的附加限制。所 有這些運行的復雜因素限制使其難以設計便于病人和臨床醫生兩者的協議， 其中所述協議最小化絕食的不適，并最大化一個診療所或臨床醫生可測試的 病人數目。
美國專利6800060描述了在通過身體后可取回的可吞咽數據記錄器膠 嚢。但是，該系統指定昂貴和稀有超高密度原子分辨率存儲(atomic-resolution storage, ARS )介質。美國專利申請公開US2005/0183733示出了具有氣球的 膠嚢，取決于位置信息而部署所述氣球

發明內容
根據本發明的一個實施例，膠嚢相機設備和方法提供了可吞咽的外殼； 在外殼中的光源；在外殼中的相機，用于捕獲由所述光源照亮的景物的第一 數字圖像和第二數字圖像；運動檢測器，使用第一數字圖像和第二數字圖像 來檢測外殼的運動；以及運動估算器，基于關于運動的度量指明用于進一步 處理的數字圖像之一。進一步處理可包括將第二圖像寫入到檔案存儲器、刪 除圖像或通過無線通信鏈路將第二數字圖像提供到外部接收器。
根據本發明的一個實施例，膠嚢相機設備和方法提供了可吞咽的外殼； 在外殼中的光源；在外殼中的相機，用于捕獲由所述光源照亮的景物的數字 圖像；以及檔案存儲裝置，用于存儲所捕獲的數字圖像。
根據一個實施例，檔案存儲裝置可為例如閃存存儲裝置的半導體存儲裝 置。膠嚢可包括輸出端口 ，用于通過例如可在外殼上的饋通裝置(feed-though) 上提供的連接器訪問檔案存儲裝置。在一個實施例中，膠嚢能夠從外部電源 接收電源，使得即使膠嚢自己的板上(on-board)電源已經耗盡，也可訪問檔 案存儲裝置。
根據本發明的一個實施例，使用每個圖像的一部分進行運動檢測，將該 部分存儲在部分幀緩沖器中。在一個實施例中，兩個部分幀緩沖器分別用作 操作數部分幀緩沖器和參考幀緩沖器。參考幀緩沖器是包含先前所存儲或發 送的數字圖像的緩沖器。當確定不存儲在操作數部分幀緩沖器中的圖像時， 該部分幀緩沖器可由要被運動檢測的下一數字圖像蓋寫。否則，操作數部分
幀緩沖器將被指定為下一參考部分幀緩沖器，并且當前參考部分幀緩沖器被 指定為下一操作數部分幀緩沖器。
根據本發明的一個實施例，例如通過計算運動矢量、數字圖像之間的絕 對差，或通過比較圖像的"質心"來執行運動檢測。在這些方法的每個中， 度量指示所檢測到的運動的度。基于各個圖像的亮度，這些度量可包括所檢 測的零運動矢量的個數、根據平均絕對差的總改變或圖像的質心之間的"距 離"。
根據本發明的一個實施例，在圖像之外，膠嚢相機設備還提供一個或多 個次級傳感器以檢測附加的環境參數，例如pH、溫度或壓力。
根據本發明的一個實施例，其中通過無線鏈路發送指明的數字圖像，為 了在發送之前編碼數據，提供協議編碼器。由基站通過無線鏈路接收所發送 的數據。基站還可以包括到工作站和檔案存儲裝置的接口。然后使存儲在檔 案存儲裝置中的數據對于通過由工作站的訪問可用。可在基站中提供運動監 測器，使得可在基站作出在檔案系統中存儲或不存儲圖像的決定。可通過在 基站和膠嚢的每個中包括發射器和接收器(即，收發器)使得膠嚢和基站之 間的通信為雙向。
根據本發明的一個實施例，使用圖像壓縮算法來完成關于數字圖像的壓 縮，其可根據在每個階段意圖如何使用圖像，來對各種圖像處理階段提供不 同的壓縮比。例如，當數字圖像被運動檢測時，提供第一壓縮比，而為了存 儲或無線傳送提供第二壓縮比。
根據本發明的 一個實施例，膠嚢相機具有存儲圖像的板上半導體存儲器， 沿著胃腸道選擇性地拍攝所述圖像。運動檢測只選擇所捕獲圖像的子集用于 進一步處理。結果，本發明的設備只要求很小的幀緩沖器，即，在現有技術 中認為需要的尺寸的一小部分的幀緩沖器。
根據本發明的一個實施例，能夠數字無線通信的膠嚢相機能夠在規定批 準的頻帶中無線傳送圖像。


圖1示意性示出了根據本發明的一個實施例的胃腸道中的膠嚢系統Ol， 其示出了在體腔中的膠嚢。
圖2是在膠嚢系統01中的膠嚢相機操作期間信息流的功能框圖。
圖3是圖解了從膠嚢系統01到工作站的數據傳送處理的功能框圖。
圖4是圖解了來自膠嚢的數據上傳處理的功能框圖，該功能框圖示出了 從膠嚢系統01到工作站51的信息流。
圖5是圖解了根據本發明的一個實施例用于運動檢測器18的實現方式 500的框圖。
圖6是圖解了根據本發明的一個實施例在圖5的實現方式500中關于運 動檢測的操作的流程圖。
圖7是圖解了根據本發明的一個實施例與在圖5的實現方式500中的數 據存儲相關的操作的流程圖。
圖8是圖解了根據本發明的一個實施例運動檢測器18的實現方式800的 框圖。
圖9是圖解了根據本發明的一個實施例圖8的實現方式800中與運動檢 測相關的操作的流程圖。
圖IO是圖解了根據本發明的一個實施例運動檢測器18的實現方式1000 的框圖。
圖ll是圖解了根據本發明的一個實施例圖IO的實現方式1000中與運動 檢測相關的操作的流程圖。
圖12是圖解了根據本發明的一個實施例圖IO的實現方式1000中與數據 存儲相關的操作的流程圖。
圖13示意性示出了根據本發明的 一 個實施例的胃腸道中的膠嚢系統02, 其示出了在體腔中的膠嚢。
圖14是在膠嚢系統02中的膠嚢相機操作期間，在實現方式1400中的信 息流的功能框圖。
圖15是在膠嚢系統02中的膠嚢相機操作期間，在實現方式1500中的信 息流的功能框圖。
圖16是在膠嚢系統02中的膠嚢相機操作期間，在實現方式1600中的信 息流的功能框圖。
圖17是在膠嚢系統02中的膠嚢相機操作期間，在實現方式1700中的信 息流的功能框圖。
為了方便在附圖之間的交叉引用，在附圖中類似的元件符合類似的附圖 標記。
具體實施例方式
當今，半導體存儲器低成本、低功率、可容易地從多種來源獲得、并且 與特定用途集成電路(ASIC)和傳感器設備(即，數據源)以及個人計算機 (即，數據目的地)兼容，而不需格式轉換裝置。本發明的一個實施例允許 使用商業半導體存儲器將圖像存儲在"板上存儲裝置"中(即，"現貨供應" 的存儲器、或使用工業標準存儲器處理或容易獲得的存儲器處理制造的存儲 器)。為了能夠在例如結腸之類的區域中拍攝大量診斷圖像，本發明的方法通 過檢測相機運動而控制存儲在半導體存儲器中的圖像數目。本發明的一個實
施例利用以下事實的優勢大多數時間，膠嚢在胃腸道中不移動，或在相機 視野內的胃腸道的部分不變化。對于這樣的時間段，不需要存儲圖像。
根據本發明的另一方面，提供了專用的幀緩沖器。由于640 x 480分辨率 VGA類型圖像具有300000個像素，并且如果每個這樣的像素由一字節(例 如，8比特)相同地表示，則圖像要求2.4M比特幀緩沖器("正規幀緩沖器")。 因為它的物理和功率局限，在實際中，膠嚢相機只能提供正規幀緩沖器的一 部分。因此，考慮到在膠嚢中可獲得的有限處理功率和有限存儲器尺寸，本 發明的一個實施例提供高效圖像壓縮算法，以減少存儲要求(可使用適當的 有損壓縮技術壓縮數字圖像)。在一個實施例中，提供了一個或更多"部分幀 緩沖器"，每個部分幀緩沖器顯著小于正規幀緩沖器。由于在存儲器電路中的 每比特大小不斷減小，所以本發明的方法可使用使得可能實現更好傳感器分 辨率的較大存儲器大小。
圖1示出了根據本發明的 一個實施例在身體內腔00中的可吞咽膠嚢系統 01。例如，內腔00可為結腸、小腸、食道或胃。膠囊系統01是完全自主的 并在身體中，其全部元件封裝在膠嚢外殼10中，所述膠囊外殼IO提供潮濕 屏障，保護內部組件不受體液影響。膠嚢外殼10是透明的，以便于允許來自 照明系統12的發光二極管(LED )的光通過膠嚢外殼10的壁到達內腔00壁， 并且允許在膠嚢中收集并成像來自內腔00壁的散射光。膠嚢外殼10還保護 內腔00壁與在膠嚢外殼10內的外來物質直接接觸。向膠嚢外殼IO提供使其 能夠容易吞咽并稍后通過胃腸道的形狀。通常，膠嚢外殼10是消過毒的、由 無毒物質制成，并且足夠順滑以最小化內腔中的停留(lodging)的機會。
如圖1所示，膠嚢系統01包括照明系統12和包含光學系統14和圖像傳
感器16的相機。由圖像傳感器16捕獲的圖像可通過基于圖像的運動檢測器
18來處理，其確定膠囊是否正在關于相機的光學視場內胃腸道的一部分移動。 基于圖像的運動檢測器18可以用在數字信號處理器(DSP)或中央處理器 (CPU)上運行的軟件、硬件、或軟件和硬件兩者的結合實現。基于圖像的 運動檢測器18可具有一個或多個部分幀緩沖器，可提供半導體非易失數據存 儲器20以允許在發現膠嚢后，在體外的系泊部位(docking station )取回圖像。 系統01包括電池電源24和輸出端口 28。月交嚢系統01可以由蠕動推動通過 胃腸道。
可以由LED實現照明系統12。在圖1中，雖然其它配置是可能的，但是 LED位于鄰近相機光圈。還可例如在光圏后提供光源。還可使用例如激光二 極管之類的其它光源。可替換的，還可使用白色光源或者兩種或多種窄波帶 光源的組合。白色LED可用，其可包括藍色或紫色LED,以及由LED光激 發以更長的波長發光的磷光性的物質。允許光通過的膠嚢外殼10的部分可由 生物可兼容玻璃或聚合體制成。
光學系統14在圖像傳感器16上提供內腔壁的圖像，所述光學系統14可 包括多個折射、衍射或反射鏡頭元件。可通過將接收到的光亮度轉換為相應 的電信號的電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)類型 器件，來提供圖像傳感器16。圖像傳感器16可具有單色響應或包括彩色濾 波器陣列，使得可捕獲彩色圖像(例如使用RGB或CYM表示)。優選地， 將來自圖像傳感器16的模擬信號轉換為數字形式，以允許以數字形式處理。 可使用模數(A/D)轉換器來完成這樣的轉換，可在傳感器內(如當前的情 況)，或以在膠嚢外殼10內的另一部分提供所述模數轉換器。可在圖像傳感 器16和系統的其余部分之間提供A/D單元。在照明系統12中的LED與圖像 傳感器16的操作同步。控制模塊22的一個功能是在圖像捕獲操作期間控制 LED。
當圖像示出相對于先前的圖像的充分移動時，運動檢測模塊18選擇圖像 來保存，以便于節省有限的可用存儲空間。圖像存儲在板上檔案存儲系統20 中。在圖1中示出的輸出端口 26不在體內操作，而在膠嚢已經從身體通過而 被發現后，將數據上傳到工作站。運動檢測還可用于調節圖像捕獲率(即， 相機捕獲圖像的速率)。當膠嚢運動時，希望增加捕獲率。如果膠嚢逗留在相 同的位置，可能希望較不頻繁地捕獲圖像以減少電池能量。
圖2是在膠嚢相機操作期間，信息流的功能框圖。除了光學系統114，
可在單個集成電路上實現全部這些功能。如圖2所示，代表照明系統12和光 學系統14兩者的光學系統114在圖像傳感器16上提供內腔壁的圖像。基于 運動檢測電路18，將捕獲一些圖像而不將其存儲在檔案存儲器20中，其中 所述運動檢測電路18確定當前圖像與先前的圖像是否顯著不同。如果不認為 圖像與先前的圖形顯著不同，則可丟棄圖像。可提供次級傳感器(例如，pH、 熱或壓力傳感器)。由次級傳感器電路121處理來自次級傳感器的數據，并且 將其提供到檔案存儲系統20。做出的測量可被提供有時間戳。可由微處理器、 狀態機或隨機邏輯電路、或這些電路的任意組合構成的控制模塊22控制模塊 的操作。例如，控制模塊22可使用來自圖像傳感器16或運動檢測電路18的 數據來調整圖像傳感器16的曝光。
可由一個或多個非易失半導體存儲裝置來實現檔案存儲系統20。存在許 多可使用的存儲器類型；甚至照相膠片可用于圖像感測和存儲。由于將圖像 數據數字化以用于例如運動檢測之類的數字圖像處理技術，所以選擇與數字 數據兼容的存儲器技術。當然，使用平面技術批量生產的半導體存儲器(其 事實上代表當今所有集成電路)是最方便的。這樣的存儲器成本低，并且可 從多種來源獲得。因為半導體存儲器在膠嚢系統Ol中共享與傳感器和其它電 路共享公共電源，并且當在輸出端口 26與上傳裝置對接時要求很少的數據轉 換或不要求數據轉換，所以它們是最兼容的。在操作后而膠嚢在體內時、以 及在膠嚢離開身體后直到上傳數據時，檔案存儲系統20保存在操作期間收集 的數據。該時間段通常少于幾天。因為即使在膠嚢的電池功率耗盡后，也不 需功耗來保持數據，所以優選非易失存儲器。適合的非易失性存儲器包括閃 存存儲器、 一次性寫入存儲器、或一次性編程一次性讀取存儲器。可替換地， 檔案存儲系統20可為易失性和靜態的(例如，靜態隨機訪問存儲器(SRAM ) 或它的變形，例如VSRAM、 PSRAM)。可替換地，存儲器可為動態隨機訪問 存儲器(DRAM)。
檔案存儲系統20可用于保持任何初始化信息(例如，開機代碼和初始寄 存器值)，以開始膠嚢系統01的操作。因此可以節省第二非易失或者閃存存 儲器的成本。在操作期間該非易失的部分還可被蓋寫，以存儲所選擇的捕獲 圖像。
在膠嚢從身體通過后，將其取回。打開膠嚢外殼10，并將輸入端口 16
連接到用于將數據傳送到用于存儲和分析的計算機工作站的上傳裝置。在圖 3的功能框圖中圖解了數據傳送處理。如圖3所示，膠嚢系統01的輸出端口
26包括在上傳裝置的輸入端口與連接器37配合的電連接器35。雖然在圖3 中示出的為單個連接器，但是可將這些連接器實現為若干導體以允許串行地 或通過并行總線傳送數據，并且使得功率可從上傳裝置傳送到膠囊，從而使 得膠嚢電池不必為數據上傳提供功率。
為了進行到輸出端口 26的電連接，可通過破壞、切割、熔化或其它技術 來打破膠嚢外殼10。膠嚢外殼10可包括(可能通過墊圈)被壓力配合到一 起以形成密封的兩個或更多部分，但是可將其分開以暴露連接器35。連接器 的機械耦接可在膠嚢開啟處理之后，或可作為相同處理的一部分。這些處理 可通過或不通過特制工具手動實現，或可通過機械或自動或半自動執行。
圖4圖解了數據傳送處理、示出了從膠嚢系統01到工作站51的信息流， 其中將所述信息流寫入例如計算機硬盤驅動器之類的存儲介質中。如圖4中 所示，通過膠嚢系統Ol的輸出端口 26和上傳裝置50的輸入端口 36之間的 傳送介質43,從檔案存儲器20取回(retrieve)數據。傳送鏈路可使用已建 立的或定制的通信協議。傳送介質可包括在圖3中示出的連接器35和37, 還可包括圖3中未示出的線纜。上傳裝置50通過接口 53將數據傳送到計算 機工作站51，這可通過例如USB接口之類的標準接口實現。還可在局域網或 廣域網上發生傳送。上傳裝置50可具有緩沖數據的存儲器。
圖5-7分別為(a)圖解用于運動檢測器18的實現方式(在圖5中標記為 500 )的框圖，(b)圖解了在實現方式500中關于運動檢測的操作的流程圖， 以及(c)根據本發明的一個實施例，圖解了與在圖5的實現方式500中的數 據存儲相關的操作的流程圖。如圖5-7所示，使用例如修剪(cr叩ping)、低 通濾波、二次采樣(sub-sample)和抽取(decimation)之類的技術來準備圖 像數據，以便以所選擇的分辨率進一步處理(圖6，步驟601)。所處理圖像 的一部分被選擇用于運動檢測。該部分可以比圖像的其余部分高的分辨率代 表。
可在彩色空間轉換器502中執行彩色空間轉換，所述彩色空間轉換器502 轉換圖像數據，例如從RGB表示轉換為CYM表示、或YUV表示(即，亮 度和色度)。以這種方式，可使用與用于運動檢測不同的表示來捕獲或存檔圖 像。然后將圖像存儲在兩個部分幀緩沖器504a和504b的一個中(圖6，步驟
602)。部分幀緩沖器504a和504b的另一個包含參考圖像，該參考圖像為預 先存儲的圖像。
電路505通過估算在運動估算電路505中識別的運動矢量來比較當前圖 像和參考圖像。為了識別運動矢量，在步驟603 (圖6)，將當前圖像和參考 圖像每個劃分為NPN塊，其中M和N是整數。對于在當前圖像中的每個塊， 在塊的位置的所選擇距離內、在搜索區域中的參考圖像中找到最佳匹配(步 驟，圖6)。塊的運動矢量是在塊和其最佳匹配之間的轉換矢量。將運動矢量 存儲在運動矢量矩陣506中。然后運動檢測計算或估算電路507估算結果， 以確定是否要存儲當前圖像。在該情況下，計數零運動矢量(即，
)的個 數。如果零運動矢量的總數超過閾值(圖6或圖7,步驟606或240)，則檢 測到沒有運動。相反，如果零矢量的個數小于閾值，則檢測到運動。可將閾 值硬布線在電路設計中，在初始化處理期間從非易失性存儲器(例如，閃存 存儲器)獲得或使用無線傳送從外部接收該閾值(見下文)。在操作期間，可 從寄存器、或在控制模塊22中、或在運動檢測器18中讀取閾值。可替換地， 基于在檔案存儲系統20或緩沖存儲器510中剩余多少空閑空間，可動態地確 定閾值。
注意，在一些實施例中，只感興趣沿著胃腸道的長度向前方向(即，+y 方向)上的運動矢量。在-y方向上的運動代表倒退運動。假設，倒退運動后 的光學畫面先前已被捕獲。可替換地，我們可減少給到運動矢量的x分量的 權重，使得具有一些x分量運動的一些運動矢量可近似到[O，O]附近。
如果檢測到運動，則聲明運動檢測信號508，以使得將壓縮的當前圖像 的副本(存儲在緩沖存儲器510中)存儲在檔案存儲器20中(圖7,步驟250 )。 標記包含當前圖像的部分幀緩沖器504a或504b，以成為新的參考圖像，同時 使得其它部分幀緩沖器(即，包含當前參考圖像的緩沖器)可用以通過下一 當前圖像蓋寫(圖7,步驟260)。如果不存儲當前圖像，則可通過下一當前 圖像來蓋寫包含當前圖像的部分幀緩沖器。在將當前圖像存儲在檔案存儲器 20之前，圖像壓縮電路509根據所選擇的數據壓縮算法壓縮當前圖像(圖7， 步驟220)。然后在控制模塊22的控制下，將在數據緩沖器510中的經壓縮 圖像傳送到檔案存儲器20中(圖7，步驟230 )。當然，可與運動檢測并發執 行步驟220和230。
替代于使用運動矢量，還可使用在當前圖像和參考圖像之間的絕對差來
執行運動檢測。圖8示出了使用絕對差方法的實現方式800。除了通過塊絕 對差邏輯805、平均絕對差陣列806和運動檢測電路807代替圖5的運動估 算電路505、運動矢量矩陣506和運動檢測計算電路508以外，實現方式800 基本上以與圖5的實現方式500相同的方法操作。圖9是圖解了圖8的實現 方式800中與運動檢測相關的操作的流程圖。圖9與以上討論的圖6共享多 個操作。為了簡化以下討論，向與圖6中的相應步驟基本上相同的圖9中的 操作分配相同的附圖標記。實現方式800的存儲操作與實現方式500中的相 應操作基本上相同。這些操作參考圖7。
如在圖7-9中所示，接收當前數字化的圖像(圖7，步驟210)，并且使 用例如修剪(cropping )、低通濾波、二次采樣和抽取之類的技術在處理電路 501中處理該圖像，來準備以所選擇的分辨率進一步處理的圖像數據(圖9， 步驟601)。選擇經處理圖像的一部分，用于運動檢測。如以上所提到的那樣， 可以比圖像的其余部分高的分辨率表示該部分。如在實施方式500中，可在 彩色空間轉換器502中執行彩色空間轉換。然后將圖像存儲在亮部分幀緩沖 器504a和504b中的一個中(圖9，步驟602 )。部分幀緩沖器504a和504b 的另一個包含參考圖像，該參考圖像為預先存儲的圖像。
電路805通過估算在兩個圖像之間的絕對差來比較當前圖像和參考圖
像。為了識別該差別，在步驟603 (圖9)，將當前圖像和參考圖像每個劃分
為N^N塊，其中M和N是整數。在每個對應的塊對中(即，當前圖像中的
塊和參考圖像中對應位置的塊)，在塊絕對差邏輯電路805中找到當前圖像中
的每個像素和參考圖像中的對應像素之間(例如，關于亮度)的絕對差(圖
9，步驟904)。為該塊找到由AD,， i=l，……，M*N，表示的絕對差的平均
值，并將其在平均絕對差陣列806中提供。然后運動檢測計算電路507估算
結果以確定是否要存儲當前圖像。在該情況下，在步驟卯5中(圖9)，計算
在該圖像部分上的平均絕對差<formula>formula see original document page 20</formula> 。然后，找到由
<formula>formula see original document page 20</formula>出的總變化量(variance )。如果總變化量超過閾值(圖
9或圖7，步驟906或240)，則認為檢測到運動。相反，如果總變化量v小 于閾值，則認為未檢測到運動。如果檢測到運動，則聲明運動檢測信號508， 以使得將當前圖像存儲在檔案存儲器20中(圖7，步驟250 )。標記包含當前 圖像的部分幀緩沖器504a或504b，以成為新的參考圖像，同時使得其它部分
幀緩沖器(即，包含當前參考圖像的部分幀緩沖器)可用以通過下一當前圖
像蓋寫(圖7,步驟260)。如果不存儲當前圖像，則可通過下一當前圖像來 蓋寫包含當前圖像的部分幀緩沖器。在將當前圖像存儲在檔案存儲器20之 前，圖像壓縮電路509根據所選擇的數據壓縮算法壓縮當前圖像(圖7，步 驟220)。然后在控制模塊22的控制下，將在數據緩沖器510中的經壓縮圖 像傳送到檔案存儲器20中(圖7，步驟230 )。當然，可與運動檢測并發執行 步驟220和230。
替代于使用運動矢量或絕對差，根據本發明的又一實施例，還可使用"質 心(center of mass )"法來4丸4亍運動;險測。圖10示出了 ^f吏用質心法的實現方 式1000。實現方式1000包括與圖5的實現方式500中的相應操作基本上相 同的操作。向圖5和圖IO之間的那些相應操作分配相同的附圖標記。圖11-12 分別為圖解了實現方式1000中與運動檢測和數據存儲相關的操作的流程圖。 圖11-12與以上討論的圖6-7共享多個操作。為了簡化以下討論，向與圖6-7 中的相應操作基本上相同的圖11-12中的操作分配相同的附圖標記。
如在圖10-12中所示的那樣，接收當前數字化的圖像(圖12,步驟210)，
并且使用例如修剪、低通濾波、二次采樣和抽取之類的技術在處理電路501
中處理該圖像，來準備以所選擇的分辨率進一步處理的圖像數據(圖11，步
驟601)。如在實施方式500中，可在彩色空間轉換器502中執行彩色空間轉
換。在實施方式中，將當前圖像的每個像素中的亮度值存儲在光柵掃描到塊
轉換器1001的M+N個塊中(圖11，步驟IOOI)。然后質心邏輯電路1002計
算圖像的質心。為了計算質心，首先計算每個塊的平均亮度AIii, i=l，……， M，并且」=1，……，N。計算在所有塊上的平均亮度的總D，即，D = J^/,,。
然后計算沿著正交方向的分量Ex和Ey。如下給出分量
<formula>formula see original document page 21</formula>.然后如下提供圖像的質心CM(CMx， CMy):
CMX=EX/D和CMY = EY/D。
將相應于先前存儲圖像的質心的參考質心CMref{CMrefx， CMref—y)值存儲 在參考寄存器1003中。然后運動檢測計算電路1004估算結果，以確定是否 要存儲當前圖像。在該情況下，在步驟1105 (圖11)，隨后計算沿著正交方 向的當前圖像的質心和參考圖像的質心之間的差的值Dx和Dy。如下給出這 些差
Dx = CM x - CMref—x和Dy = CM y - CMrefj。然后度量S= Dx2 + Dy2提供用 于當圖像中的運動的測量。如果度量S變超過閾值(圖11或圖12，步驟1106 或240)，則認為檢測到運動。相反，如果度量S小于閾值，則認為未檢測到 運動。在一些實施例中，只感興趣沿著胃腸道向前方向中的運動(即，+y 方向)。在-y方向上的運動代表倒退。在該情況下，度量S可僅為Dy或Dy2。 可替換地，可將較大權重給到y方向上的質心移動S=Dx2 + wDy2, w〉l。
如果檢測到運動，則聲明運動檢測信號508，以使得將當前圖像的經壓 縮的副本(存在緩沖存儲器510中)存儲在檔案存儲器20中(圖12,步驟 250 )。將當前質心值存儲到參考寄存器1003 (步驟206，圖12)。在將當前 圖像存儲在檔案存儲器20之前，圖像壓縮電路509根據所選擇的數據壓縮算 法壓縮當前圖像(圖12,步驟220)。然后在控制模塊22的控制下，將在數 據緩沖器510中的經壓縮圖像傳送到檔案存儲器20中(圖12,步驟230 )。 當然，可與運動一企測并發執行步驟220和230。
在一個實現方式中，由病人收集自然從直腸通過的膠嚢，然后交給診所， 在所述診所將數據上傳到工作站。可替換地，可在病人的家里向其提供上傳 裝置。當取回膠嚢時，可由病人將其打開，并且在以上討論的輸入端口 (上 傳裝置側)和輸出端口 (膠嚢側)的連接器來進行連接。上傳數據，然后將 其發送到臨床醫生工作站(例如，通過電話線、或例如因特網之類的廣域網 傳送)。可替換地，可通過另一身體的孔(非肛門)、通過導管、或手術從身 體移除膠嚢。
可替換地，可光學地或電》茲地從膠嚢取回數據而不破壞膠囊外殼。例如 輸出端口可以包括例如LED之類的經調制的光源，而輸入端口可包括光敏二 極管傳感器。電感或電容耦合或射頻(RF)鏈接可為用于數據傳輸的其它可 替換方式。在這些情況下，膠嚢必須向輸出端口提供功率，或從上傳裝置感 應地提供功率。這些解決方案可能影響膠嚢的大小和成本。
可向在膠嚢的輸出端口上的連接器提供密封的或幾乎密封的、嵌入外殼 壁中的搶壁(bulkhead)饋通裝置(feedthrough),使得可在膠嚢輸出端口上的 連接器和其在上傳裝置上的配對物之間進行電連接，而不需破壞密封。這種 安排允許重新使用膠嚢。當消毒、再裝、測試和將其重新包裝以傳遞到到另 一病人的成本超出或接近膠嚢成本時，優選在單次使用后就丟棄的膠嚢。由 于所使用的存儲器不需為可重寫的，并且要求的耐久性小于對可重用系統的
要求的耐久形，所以可更緊湊和便宜地制造單次使用的膠嚢。
存儲板上圖像的希望的可替換方式是通過無線鏈路發送圖像。在本發明 的一個實施例中，通過無線數字傳送將數據發送到具有記錄器的基站。由于 在該實施方式中較少關心可用的存儲空間，所以可使用較高的圖像分辨率以 獲取較高的圖像質量。此外，例如使用協議編碼方案，能夠以更魯棒和抗噪
聲(noise-resilient)的方式將數據發送到基站。較高分辨率的一個缺點是較高 的功率和帶寬要求。本發明的 一個實施例基本上使用以上討論的用于選擇要 存儲的圖像的選擇標準，只發送選擇的圖像。以這種方式，獲得較低的數據 率，使得產生的數字無線通信落入規定批準的醫學植入服務通信(MISC)頻 帶的窄帶寬限制中。此外，較低的數據率允許較高的每比特傳送功率，導致 更加抗錯誤的傳送。因此，對于體外發送更遠距離(例如6英尺)是可行的， 使得不需要用于拾取傳輸的天線放置在不方便的背心中，或附連到身體。如 果信號符合MISC要求，該傳送可在開放空間中而不違反FCC或其它規定。
圖13示出了根據本發明的一個實施例的可吞咽膠嚢系統02。除了不再 需要檔案存儲系統20和輸出端口 26以外，可與圖1的膠嚢系統01基本上相 同地構成膠嚢系統02。膠嚢系統02還包括在無線傳送中使用的通信協議編 碼器1320和發射器1326。膠嚢01和膠嚢02的元件基本上相同，因此被提 供相同的附圖標記。因此這里不再描述它們的構成和功能。可以在DSP或 CPU上運行的軟件J更件、或軟件和硬件的組合來實現通信協議編碼器1320。 發射器1326包括用于發送獲取的數字圖像的天線系統。
圖14是在膠嚢相機操作期間，膠嚢系統02的實現方式1400的信息流的 功能框圖。在框1401和1402中示出的功能分別為在膠嚢中執行的功能和在 具有接收器1332的外部基站執行的功能。除了光學系統114以外，可在單個 集成電路上實現塊1401中的功能。如圖14所示，代表照明系統12和光學系 統14二者的光學系統114在圖像傳感器16上提供內腔壁的圖像。基于運動 檢測電路18可捕獲一些圖像而不從膠嚢系統02發送，所述運動檢測電路18 決定當前圖像是否與先前圖像顯著不同。以上結合圖6-12討論的用于運動檢 測的所有模塊和方法在膠嚢系統02中也可應用。如果認為圖像與先前圖像不 是顯著不同，則可丟棄該圖像。通過用于傳送的協議編碼器1320處理所選擇 用于傳送的圖像。可提供次級傳感器(例如，pH、熱或壓力傳感器)。通過 次級傳感器電路121處理來自次級傳感器的數據，并且提供到協議編碼器
1320。做出的測量可被提供時間戳。通過天線1328發送由協議編碼器1320 處理的圖像和測量。可由微處理器、狀態機或隨機邏輯電路、或這些電路的 任意組合構成的控制模塊22控制膠嚢02中模塊的操作。如以上所提到的那 樣，基于膠嚢是否移動了有意義的距離或者方位來選擇所捕獲的圖像的好處 也可適用于為了無線傳送而選擇獲取的圖像。以此方式，不發送不提供在先 前發送的圖像之外的附加信息的圖像。因此節省了寶貴的電池資源(否則將 要求這樣的寶貴電池資源來發送圖像)。
如圖14所示，由體外塊1402代表的基站使用接收器1332的天線1331 接收無線傳送。協議解碼器1333解碼被發送的數據，以恢復所捕獲的數據。 可將恢復的捕獲圖像存儲在檔案存儲器1334中，并稍后將其提供到工作站， 在工作站從業人員(例如醫師或經過訓練的技師)可分析圖像。可以與控制 模塊22相同方法實現的控制模塊1336控制基站的功能。膠嚢系統02可使用 壓縮以節省傳送功率。如果在運動檢測器18的所發送的圖像中使用壓縮，則 可在基站1402中提供解壓縮引擎，或當觀看或處理圖像時，可在工作站中解 壓縮圖像。可在基站中提供彩色空間轉換器，使得可以在與用于圖像數據存 儲的彩色空間不同的、在運動檢測中使用的空間中表示所發送的圖像。
可替換地，由于運動檢測和圖像壓縮是要求復雜的軟件或電路、或二者 的功能。如果希望較簡單的實現方式，則可在基站中執行運動檢測以篩選出 冗余圖像。由于可沿著整個胃腸道的長度捕獲的圖像數目很大，所以在基站 的運動檢測執行這樣的篩選功能。此外，圖像壓縮進一步減少在檔案存儲器 134中必要的所需存儲空間。圖15中示出了實現方式1500,其中在基站1502 的運動檢測和壓縮才莫塊1504中執行運動檢測和壓縮。除了不實現運動4企測和 壓縮模塊18以外，圖15的在膠嚢部分1501中的模塊與圖14的在膠嚢部分 1401中的模塊實質相同。
可替換地，使用雙向通信，膠嚢和基站可進行交互以允許基站控制膠嚢 中的某些功能。例如，基站可控制膠嚢捕獲圖像的頻率。當基站檢測到在所 捕獲的圖像中的運動時，基站可向膠嚢發送消息來增加圖像捕獲的頻率。可 替換地，膠嚢可發送圖像序列的子集，并且如果基站檢測到該子集中的運動， 則基站可指揮膠嚢在發送膠嚢中累積的全部或部分圖像。全部這些功能可減 少發送的數據量，從而減少膠嚢中的功率要求。為了允許進行交互，可由收 發器代替在膠嚢中的發射器和基站中的接收器。圖16示出了實現方式1600，
其包括膠嚢模塊1601和基站1602,所述實現方式1600提供在膠囊模塊和基 站之間的雙向通信。除了在膠囊模塊1501中的協議編碼器1320和發射器1326 分別由膠囊模塊1601中的協議編碼解碼器("編解碼器")1614和收發器1615 代替以外，圖16的膠嚢模塊1601和基站1602基本上與圖15的膠嚢模塊1501 和基站1502相同。類似地，基站1502中的接收器1332和協議解碼器1333 分別由基站1602中的收發器1603和協議編碼解碼器1604代替。為了節省功 率，只在膠嚢期待來自基站的消息的窗口期間(例如，在膠囊發送了所累積 的圖像的子集后)，才需要開啟收發器1615中的接收器部分。
如以上所提到的，有利的是，在運動檢測中對于圖像的部分使用與存儲 中使用的分辨率或壓縮比不同的分辨率或壓縮比。圖17示出了根據本發明的 一個實施例的實現方式1700，其中可以與在存儲中使用的壓縮比不同的壓縮 比來壓縮所發送的圖像。除了在膠嚢模塊1701中提供壓縮引擎1703，以允 許圖像傳感器16中捕獲的圖像在被提供到協議編碼解碼器1614以便為了傳 送而處理之前對其壓縮以外，圖17的膠囊模塊1701和基站1702基本上與圖 16的膠囊模塊1601和基站1602相同。類似地，解壓縮和運動檢測模塊1704 提供所要求的解壓縮和運動檢測處理。
以上詳細的描述說明了本發明的特定實施例，且不試圖進行限制。在本 發明的范圍內的許多修改和變形是可能的。在權利要求中陳述本發明。
權利要求
1.一種膠囊相機設備，包括適于被吞咽的外殼；在外殼中的光源；在外殼中的相機，用于捕獲由所述光源照亮的景物的第一數字圖像和第二數字圖像；運動檢測器，基于第一數字圖像和第二數字圖像之間的差來檢測運動，以及運動估算器，基于關于運動的度量指定用于進一步處理的第二數字圖像。
2. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，其中所述運動估算器指定要被刪 除的第二數字圖像。
3. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，還包括檔案存儲裝置，其中所述 運動估算器指定要被存儲到所述檔案存儲裝置中的第二數字圖像。
4. 如權利要求3所述的膠嚢相機設備，其中所述檔案存儲裝置包括半導 體存儲裝置。
5. 如權利要求4所述的膠嚢相機設備，其中所述半導體存儲裝置包括閃 存存儲裝置。
6. 如權利要求3所述的膠嚢相機設備，還包括用于訪問所述檔案存儲裝置的ilr出端口。
7. 如權利要求6所述的膠嚢相機設備，其中通過連接器訪問所述輸出端o 。
8. 如權利要求6所述的膠囊相機設備，其中在外殼上的饋通裝置處訪問 所述輸出端口。
9. 如權利要求6所述的膠嚢相機設備，其中所述膠嚢能夠從外部電源接 收功率。
10. 如權利要求3所述的膠嚢相機設備，其中將第一數字圖像的一部分 存儲在第一部分幀緩沖器中，并且將第二數字圖像的一部分存儲在第二部分 幀緩沖器中。
11. 如權利要求IO所述的膠嚢相機設備，其中所述運動估算器根據所檢 測到的運動確定第一和第二部分幀緩沖器中的哪個將被第三數字圖像蓋寫。
12. 如權利要求3所述的膠囊相機設備，還包括寄存器，用于存儲所述度量，在操作期間通過所述運動估算器可訪問所述寄存器，而且通過在檔案 存儲裝置中提供的值初始化所述寄存器。
13. 如權利要求3所述的膠嚢相機設備，還包括寄存器，用于存儲所述 度量，在操作期間通過所述運動估算器可訪問所述寄存器，而且根據在檔案 存儲裝置中可用的空閑空間更新所述寄存器。
14. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，其中所述運動檢測器計算第一 數字圖像的一部分和第二數字圖像的一部分之間的運動矢量。
15. 如權利要求14所述的膠嚢相機設備，其中所述度量具有依賴于值為 零的運動矢量的計數的值。
16. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，其中所述運動檢測器計算在第 一數字圖像和第二數字圖像的對應部分之間的平均絕對差。
17. 如權利要求16所述的膠嚢相機設備，其中所述度量依賴于從所述平 均絕對差中計算的變化量。
18. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，其中所述運動檢測器為第一數 字圖像和第二數字圖像的每個計算質心。
19. 如權利要求18所述的膠嚢相機設備，其中所述度量依賴于所計算的 質心之間的差。
20. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，還包括一個或多個傳感器，用 于檢測一個或多個環境參數。
21. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，還包括外殼中的發射器，用于 通過無線鏈路發送數據。
22. 如權利要求21所述的膠嚢相機設備，其中所述運動估算器使得通過 無線鏈路發送所指定的數字圖像。
23. 如權利要求21所述的膠嚢相機設備，還包括協議編碼器，用于為了 由發射器發送而編碼數據。
24. 如權利要求21所述的膠嚢相機設備，其中設計所述膠嚢相機設備以 與基站通信，所述基站包括接收器，該接收器通過無線鏈路接收數據。
25. 如權利要求24所述的膠嚢相機設備，其中所述基站還包括到工作站 的接口 。
26. 如權利要求24所述的膠嚢相機設備，其中所述基站還包括檔案存儲 系統。
27. 如權利要求24所述的膠囊相機設備，其中在所述基站中提供所述運 動檢測器。
28. 如權利要求24所述的膠嚢相機設備，其中在所述基站中提供所述運 動估算器。
29. 如權利要求24所述的膠嚢相機設備，在所述基站中還包括發射器， 以允許通過無線鏈路的雙向通信。
30. 如權利要求29所述的膠嚢相機設備，還包括寄存器，用于存儲所述 度量，在操作期間通過所述運動估算器可訪問所述寄存器，而且通過無線鏈 路提供的值初始化所述寄存器。
31. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，其中使用圖像壓縮算法壓縮所 指定的數字圖像。
32. 如權利要求31所述的膠嚢相機設備，其中當由運動檢測器進行操作 操作時，向所指定的數字圖像提供第一壓縮比，該第一壓縮比與為了進一步 處理向所指定的數字圖像提供的第二壓縮比不同。
33. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，還包括寄存器，用于存儲所述 度量，在操作期間可由所述運動估算器訪問所述寄存器。
34. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，其中將度量設計為偏好在沿著 胃腸道長度方向上的運動。
35. 如權利要求1所述的膠嚢相機設備，其中所述運動檢測器不考慮倒 退運動。
36. —種用于操作膠嚢相機的方法，包括 提供適于吞咽的外殼；提供在外殼中的光源和相機；捕獲由所述光源照亮的景物的第 一數字圖像和第二數字圖像；基于第 一數字圖像和第二數字圖像之間的差來檢測運動，以及基于關于運動的度量，估算運動以指定用于進一步處理的第二數字圖像。
37. 如權利要求36所述的方法，其中所述運動估算器指定要被刪除的第 二數字圖像。
38. 如權利要求36所述的方法，其中所述估算包括指定要被存儲到檔案 存儲裝置中的第二數字圖像。
39. 如權利要求36所述的方法，其中所述檔案存儲裝置包括半導體存儲 裝置。
40. 如權利要求39所述的方法，其中所述半導體存儲裝置包括閃存存儲裝置。
41. 如權利要求38所述的方法，還包括通過輸出端口訪問檔案存儲裝置。
42. 如權利要求41所述的方法，其中通過連接器訪問所述輸出端口。
43. 如權利要求41所述的方法，其中在外殼上的饋通裝置處訪問所述輸 出端口 。
44. 如權利要求41所述的方法，其中所述膠嚢從外部電源接收功率。
45. 如權利要求37所述的方法，其中將第一數字圖像的一部分存儲在第 一部分幀緩沖器中，并且將第二數字圖像的一部分存儲在第二部分幀緩沖器 中。
46. 如權利要求45所述的方法，其中所述估算根據所檢測到的運動確定 第一和第二部分幀緩沖器中的哪個將被第三數字圖像蓋寫。
47. 如權利要求38所述的方法，還包括將所述度量存儲在寄存器中，在 操作期間通過所述運動估算器可訪問所述寄存器，而且通過在檔案存儲裝置 中提供的值初始化所述寄存器。
48. 如權利要求38所述的方法，還包括將度量存儲在寄存器中，在操作 期間通過所述運動估算器可訪問所述寄存器，并且根據在檔案存儲裝置中可 用的空閑空間更新所述寄存器。
49. 如權利要求36所述的方法，其中所述檢測包括計算第一數字圖像的 一部分和第二數字圖像的 一部分之間的運動矢量。
50. 如權利要求49所述的方法，其中所述度量具有依賴于值為零的運動 矢量的計數的值。
51. 如權利要求36所述的方法，其中所述檢測包括計算在第一數字圖像 和第二數字圖像的對應部分之間的平均絕對差。
52. 如權利要求51所述的方法，其中所述度量依賴于從平均絕對差中計 算的變化量。
53. 如權利要求36所述的方法，其中所述檢測包括為第一數字圖像和第 二數字圖像的每個計算質心。
54. 如權利要求53所述的方法，其中所述度量依賴于所計算的質心之間的差。
55. 如權利要求36所述的方法，還包括提供一個或多個傳感器，用于檢測一個或多個環境參數。
56. 如權利要求36所述的方法，還包括在外殼中提供發射器，該發射器 用于通過無線鏈路發送數據。
57. 如權利要求56所述的方法，其中所述估算指定要通過無線鏈路發送 的第二數字圖像。
58. 如權利要求56所述的方法，還包括在協議編碼器中編碼要被發送的數據。
59. 如權利要求56所述的方法，還包括提供通過無線鏈路接收數據的基站。
60,如權利要求59所述的方法，還包括在基站中提供到工作站的接口 。
61.如權利要求59所述的方法，還包括在基站中提供檔案存儲裝置。
62.如權利要求59所述的方法，其中在所述基站中執行所述檢測。
63.如權利要求59所述的方法，其中在所述基站中執行所述估算。
64,如權利要求59所述的方法，還包括從基站、通過無線鏈路雙向通信進行發送。
65.如權利要求64所述的方法，還包括將所述度量存儲在寄存器中，在操作期間由所述運動估算器可訪問所述寄存器，而且通過無線鏈路提供的值初始化所述寄存器。
66. 如權利要求36所述的方法，還包括使用圖像壓縮算法壓縮所指定的 數字圖像。
67. 如權利要求66所述的方法，其中當由運動檢測器操作時，向所指定 的數字圖像提供第一壓縮比，該第一壓縮比與為了進一步處理向所指定的數 字圖像提供的第二壓縮比不同。
68. 如權利要求36所述的方法，還包括寄存器，用于存儲所述度量，在 操作期間通過所述運動估算器可訪問所述寄存器。
69. 如權利要求36所述的方法，其中將度量設計為偏好在沿著胃腸道長 度方向上的運動。
70. 如權利要求36所述的方法，其中運動檢測器不考慮倒退運動。
71. —種膠嚢相機設備，包括 適于吞咽的外殼； 在外殼內的光源；在外殼內的相機，用于捕獲由所述光源照亮的景物的第一數字圖像和第 二數字圖像；用于使用第 一數字圖像和第二數字圖像之間的差來檢測運動的部件，以及用于基于關于運動的度量、指定用于進一步處理的第二數字圖像的部件。
72. 如權利要求71所述的膠嚢相機設備，還包括檔案存儲裝置，其中處 置包括將第二數字圖像存儲到所述檔案存儲裝置中。
73. 如權利要求71所述的膠嚢相機設備，其中部件用于通過無線鏈路發 送所指定的數字圖像。
74. —種膠嚢相機設備，包括 適于吞咽的外殼； 在外殼內的光源；在外殼內的相機，用于捕獲由所述光源照亮的景物的數字圖像； 檔案存儲裝置，用于存儲所捕獲的數字圖像；以及 輸出端口，用于從檔案存儲系統取回所捕獲的圖像。
75. 如權利要求74所述的膠嚢相機設備，還包括圖像選擇電路，用于指 定要被存儲到所述檔案存儲裝置中的數字圖像。
76. 如權利要求74所述的膠嚢相機設備 ，其中所述檔案存儲裝置包括半導體存儲裝置。
77. 如權利要求76所述的膠囊相機設備 ，其中所述半導體存儲裝置包括閃存存儲裝置。
78. 如權利要求74所述的膠嚢相機設備 ，其中通過連接器訪問所述輸出端口 。
79. 如權利要求74所述的膠嚢相機設備 ，其中在所述外殼上的饋通裝置處訪問所述輸出端口 。
80. 如權利要求74所述的膠嚢相機設備 ，其中所述膠嚢能夠從外部電源接收功率。
81. —種用于提供膠嚢相機的方法，包括 提供適于吞咽的外殼； 提供在外殼內的光源；使用在外殼內的相機，捕獲由所述光源照亮的景物的數字圖像； 將所捕獲的數字圖像存儲在檔案存儲裝置中；以及 通過輸出端口從檔案存儲系統取回所捕獲的圖像。
82. 如權利要求81所述的方法，還包括提供圖像選擇電路，該圖像選擇 電路用于指定要被存儲到所述檔案存儲裝置中的數字圖像。
83. 如權利要求81所述的方法，其中所述檔案存儲裝置包括半導體存儲 裝置。
84. 如權利要求83所述的方法，其中所述半導體存儲裝置包括閃存存儲裝置。
85. 如權利要求81所述的方法，其中通過連接器訪問所述輸出端口。
86. 如權利要求81所述的方法，其中在外殼上的饋通裝置處訪問所述輸 出端口 。
87. 如權利要求81所述的方法，其中所述膠嚢能夠從外部電源接收功率。
全文摘要
一種膠囊相機設備包括可吞咽的外殼；在外殼內的光源；在外殼內的相機，用于捕獲由所述光源照亮的景物的第一數字圖像和第二數字圖像；運動檢測器，使用第一數字圖像和第二數字圖像來檢測運動；以及運動估算器，基于關于運動的度量選擇第二數字圖像的處置。該處裝置可包括將第二圖像寫入檔案存儲器或通過無線通信鏈路將第二數據圖像提供到外部。
文檔編號G03B41/00GK101365986SQ200680040026
公開日2009年2月11日 申請日期2006年10月26日 優先權日2005年10月26日
發明者戈登·C·威爾遜, 王康淮 申請人:卡普索影像股份有限公司