專利名稱：多流圖像譯碼裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于胃腸(GI，gastro-intestinal)道(tract)成像的可吞咽膠囊相 機。具體地，本發(fā)明涉及這樣的膠囊相機其將多個視頻數(shù)據(jù)流提供至用于存儲的多個接收 單元，從該多個接收單元可以獲得數(shù)據(jù)流以用于譯碼和分析。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中已知用于在體內(nèi)(in vivo)對體腔或通道進行成像的設(shè)備，該設(shè)備包 括內(nèi)窺鏡和自主封裝的相機。內(nèi)窺鏡是通過體孔或通過外科開口而穿入身體(通常經(jīng)由嘴 穿入食道或者經(jīng)由直腸穿入結(jié)腸)的柔性或剛性管。使用透鏡在遠端拍攝圖像，并且通過 透鏡中轉(zhuǎn)系統(tǒng)或通過相干的光纖束將圖像數(shù)據(jù)傳送到身體外部的近端。在構(gòu)思上類似的儀 器例如可使用CCD或CMOS陣列在遠端電子地記錄圖像，然后將圖像數(shù)據(jù)通過電信號經(jīng)由線 纜傳輸至近端。內(nèi)窺鏡是允許經(jīng)由其視野進行物理控制的儀器，并且是得到廣泛接受的診 斷工具。然而，內(nèi)窺鏡具有大量限制，給病人帶來風險，對于病人來說是侵入性的且不舒適。 這些醫(yī)療過程的代價限制了其作為常規(guī)體檢工具的應用。由于難以橫貫紆曲的通道，因此內(nèi)窺鏡不能達到小腸的大部分，并且需要增加成 本的特定技術(shù)和預防措施以抵達整個結(jié)腸。內(nèi)窺鏡的風險包括可能的橫貫身體器官的穿孔 以及源自麻醉的并發(fā)癥。而且，必須在醫(yī)療過程期間的病人疼痛以及與麻醉相關(guān)聯(lián)的健康 風險和后續(xù)醫(yī)療過程的簡歇時間(down time)之間進行折中。內(nèi)窺鏡是涉及來自于臨床大 夫的大量時間的必要的住院病人業(yè)務(wù)，因而其是昂貴的。解決諸多這些問題的體內(nèi)圖像傳感器的替代實施方式是膠囊內(nèi)窺鏡。在膠囊內(nèi)窺 鏡中，將數(shù)字相機連同用于發(fā)射數(shù)字相機所捕獲的圖像的無線電發(fā)射器一起容納在可吞咽 膠囊中。發(fā)射的圖像數(shù)據(jù)被接收至基站接收器或收發(fā)器中以記錄在體外的數(shù)據(jù)記錄器中。 膠囊相機也可包括用于從基站發(fā)射器接收指令或其它數(shù)據(jù)的無線電接收器。代替射頻傳 送，也可以使用低頻電磁信號。可以感應地從外部源或通過膠囊內(nèi)的電池提供膠囊的電力。發(fā)表至以色列國家國防部的美國專利5，604，531中描述了可吞咽膠囊中的相機 的早期示例。指派給給定成像(Given Imaging)的大量專利(例如，美國專利6，709，387 和6，428，469)更加詳細地描述了這種系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)的每一個之中，膠囊相機包括用于 將捕獲的圖像發(fā)送至外部接收器的發(fā)射器。奧林巴斯公司發(fā)表的其它專利描述了類似的技 術(shù)。例如，US專利4，278，077公開了用于胃的膠囊相機，其在相機中含有膠卷。美國專利6，939，292公開了具有存儲器和發(fā)射器的膠囊。具有內(nèi)部電池的自主封裝的相機具有的優(yōu)點在于可以在醫(yī)院之外對于流動的病 人(patient ambulatory)且僅以適宜的活動限制來進行測量。基站包括放置在身體區(qū)域 或感興趣的區(qū)域周圍的天線陣列，并且該天線陣列可以臨時附于皮膚或者可并入衣物背心 中。數(shù)據(jù)記錄器附著至皮帶，并包括電池電源以及用于保存由天線陣列接收到的圖像和傳 送的任意其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。將存儲的數(shù)據(jù)隨后上載至用于分析的診斷計算機系 統(tǒng)。使用這種膠囊相機的典型醫(yī)療過程包括早晨的住院病人巡查，在此期間臨床大夫 將基站裝置附于病人并且病人吞咽膠囊。系統(tǒng)在剛吞咽之前開始記錄圖像，并且持續(xù)記錄 胃腸道的圖像，直到電池完全放電為止。蠕動驅(qū)使膠囊通過胃腸道。膠囊經(jīng)過胃腸道的速 率取決于移動程度。通常，在4至8個小時內(nèi)橫貫小腸。在規(guī)定的時段之后，病人將數(shù)據(jù)記 錄器返回給臨床大夫，然后臨床大夫?qū)?shù)據(jù)上載至計算機以用于隨后的瀏覽和分析。膠囊 通過直腸被消除，而不需要被回收?，F(xiàn)有技術(shù)的膠囊相機允許從食道下至小腸末尾的胃腸道被整體地成像(盡管未 最優(yōu)化以檢測胃中的異常)。捕獲彩色的攝制圖像，以使得要檢測的異常只需要具有小的視 覺上可識別特征(非精確剖析)。該醫(yī)療過程基本上沒有疼痛，并且不需要麻醉。與膠囊穿 過身體相關(guān)聯(lián)的風險是最小的-當然，穿孔的風險相比于傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡很大程度上減低。由 于減少了臨床大夫時間和門診設(shè)施的使用，該醫(yī)療過程的成本比傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡的成本更低， 并且不使用麻醉。在現(xiàn)有技術(shù)中，無線膠囊相機存儲單個數(shù)據(jù)流。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，膠囊相機包括無線發(fā)射器，其發(fā)射數(shù)據(jù)；以及接收系 統(tǒng)，其具有多個接收單元以允許同步地存儲多個數(shù)據(jù)流。基于接收到每個數(shù)據(jù)分組時的網(wǎng) 絡(luò)狀況，多個存儲的數(shù)據(jù)流可以稍后用以獲得用于分析的最佳數(shù)據(jù)流。一般而言，無線傳輸易于出錯。相比于圖像數(shù)據(jù)中相同數(shù)量的比特錯誤，碼字中的 比特錯誤可能具有更大的影響。例如，相比于位于表示圖像像素值的編碼數(shù)據(jù)部分中的比 特錯誤，位于碼字或者數(shù)據(jù)分組的報頭中的比特錯誤有可能具有更大的后果。因此，相比于 處于較差網(wǎng)絡(luò)狀況之下的另一接收器，處于更佳網(wǎng)絡(luò)狀況之下的接收器實際上可能接收更 加難以譯碼的編碼流。由于環(huán)境和多路徑中的噪聲，盡管接收到的信號強度很強，但是有時 仍可能接收到具有錯誤的信號。由于安全無線傳輸?shù)纳鲜鲆约捌渌?，因而期望在接?單元中保持多個接收到的數(shù)據(jù)流?？梢栽谧g碼處理期間的稍后時間從多個存儲的數(shù)據(jù)流獲得最佳數(shù)據(jù)流。例如，在 膠囊相機應用中，可以將多個數(shù)據(jù)流存儲在與接收單元關(guān)聯(lián)的存儲器設(shè)備中，其中所述接 收單元在診斷期間通常附著于身體上的不同位置。隨著膠囊穿過胃腸道，保持多個數(shù)據(jù)流。 隨后，在診斷之后，接收單元被恢復并連接至計算機或另一獨立設(shè)備以用于分析。此時，使 用譯碼處理或者通過比較譯碼結(jié)果，從存儲的數(shù)據(jù)流中獲得最佳的數(shù)據(jù)流。為了改善效率，并非所有的接收單元都同時存儲數(shù)據(jù)流。例如可以提供篩選處理， 以使得僅具有更佳網(wǎng)絡(luò)狀況的接收單元存儲數(shù)據(jù)流。在實時系統(tǒng)中，可僅在通過譯碼處理或者通過比較譯碼結(jié)果獲得最佳數(shù)據(jù)流之前的短持續(xù)時間內(nèi)存儲數(shù)據(jù)流。當結(jié)合附圖考慮下面的詳細描述時，本發(fā)明得到更好的理解。


圖1根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出了附作于人體01的接收單元03(每個均包括 無線接收器)。圖2A是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性接收單元03的框圖。圖2B以一個示例性實施方式示出天線11位于接收單元03的一側(cè)，而接收單元03 的其它組件位于另一側(cè)。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接收單元03的信號流程圖。圖4A根據(jù)本發(fā)明一個實施例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的膠囊相機和接收單元 中的協(xié)議堆棧。圖4B示出在不經(jīng)過嚴格分級層協(xié)定的情況下將網(wǎng)絡(luò)狀況信息傳遞到路徑22上單 獨提供的接收器12的頂部協(xié)議層。圖5A示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于在時間段Tn期間從接收單元中記錄的數(shù) 據(jù)流中選擇最優(yōu)塊N的處理。圖5B示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的將每個接收器(分別標有03-1-T到03_M_T) 的啟動時間段作為輸入提供給塊選擇器30的選擇處理。圖6是用于在圖5B的塊選擇器30的一個實施方式中選擇第N個塊的流程圖。圖7A示出接收單元03-1到03_M和記事站51之間以及記事站51和工作站57之 間的連接和數(shù)據(jù)流。圖7B示出集線器或適配器56將接收單元03_1到03_M連接至工作站57的替代 實施方式。圖8是圖示基于預測膠囊相機的位置的采集到的統(tǒng)計資料來啟動和禁止一個接 收單元03的流程圖。圖9示出了人體01上放置的接收單元03-1，03-2和其它接收單元。圖10示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于啟動連續(xù)編號的接收單元的啟動方案。圖IlA圖示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的、基于網(wǎng)絡(luò)狀況和譯碼標準提供塊的流的譯 碼處理。圖IlB圖示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的、基于網(wǎng)絡(luò)狀況和譯碼標準提供塊的流的譯 碼處理。圖12A到圖12E根據(jù)本發(fā)明各種實施例圖示接收單元在病人身體上的各種放置。
具體實施例方式啟動配備有無線電發(fā)射器的膠囊相機，以隨著其在胃腸道中行進而用于圖像數(shù)據(jù) 和其它數(shù)據(jù)傳輸。圖1根據(jù)本發(fā)明一個實施例示出了附著于人體01的接收單元03 (每個 均包括無線接收器)。如圖1所示，接收單元01被放置在處于檢查的腸子02之上的各個位 置，以從正在胃腸道中行進的膠囊相機接收圖像和其它數(shù)據(jù)。盡管圖1示出了七個接收單 元，但是可以使用任意適當數(shù)量的接收單元。接收單元的數(shù)量基于系統(tǒng)設(shè)計考慮(如，人體傳送和接收錯誤率)而予以確定。每個接收單元603可通過膠帶、包扎帶或布帶而附于身 體的指定位置。圖2A是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性接收單元03的框圖。如圖2A所示，提供 天線11用于拾取無線信號。捕獲的信號被提供至接收器12，以便恢復傳送的數(shù)據(jù)。傳送的 數(shù)據(jù)包括圖像數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)兩者。這些其它的數(shù)據(jù)例如包括接收到每個數(shù)據(jù)塊的時間以 及接收到數(shù)據(jù)塊時的網(wǎng)絡(luò)狀況。接收到的數(shù)據(jù)存儲在歷史文檔存儲器14(其可由迷你盤驅(qū) 動器或者半導體存儲器件(例如，非易失性存儲器件)來提供)。稍后，可以通過工作站/ 記事系統(tǒng)接口 15將接收單元03中的數(shù)據(jù)取回至中間記事系統(tǒng)或直接取回至工作站。工作 站/記事系統(tǒng)接口 15可以由串行接口(例如，USB)或并行端口(例如，PCMCIA)提供?？?制器/處理器13控制接收單元03的工作，并且可以在需要的情況下處理其它的適當功能。 圖3的流程圖中表示了該信號流程。電池10 (其可由一個或多個電池單元提供)對接收單 元03供電。圖2B以一個示例性實施方式示出天線11位于接收單元03 —側(cè)，而接收單元03 的其它組件位于另一側(cè)。優(yōu)選地，在面向人體的一側(cè)提供接收單元03的天線側(cè)，以避免傳 送的信號被接收單元03的其它組件屏蔽。圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的膠囊相機和接收單元的協(xié)議堆棧。如圖4A 所示，在膠囊相機和接收單元兩者中提供了五個通信協(xié)議層1-5，其中膠囊相機中的每個協(xié) 議層具有接收單元中的對等協(xié)議層。當然，其它的實施方式是可能的。物理層經(jīng)由膠囊的傳 送天線04和接收單元的接收天線11之間的無線介質(zhì)進行通信。無線介質(zhì)包括人體以及可 能的氣隙。協(xié)議譯碼器位于接收器12 (圖幻中。網(wǎng)絡(luò)狀況信息從層至層(即，以此順序 21d.21c.21b到21a)地傳遞至接收器12的頂部協(xié)議層，并由控制器/處理器13取回以存 儲在歷史文檔存儲器14中。每個接口 21a到21d存取其下所有層的網(wǎng)絡(luò)狀況信息。圖4B 示出了在不經(jīng)過嚴格分級層協(xié)定的情況下將網(wǎng)絡(luò)狀況信息傳遞到路徑22上單獨提供的接 收器12的頂部協(xié)議層。由于膠囊相機中的對等協(xié)議層不能預料到每層中的錯誤狀況，因而 這是方便的。在一個系統(tǒng)中，在胃腸道中行進的膠囊相機由大量(如，M個)接收單元跟蹤，其中 提供每個接收單元以記錄一個數(shù)據(jù)流和一組網(wǎng)絡(luò)狀況。在每個接收單元，數(shù)據(jù)流由于某個 時間段期間的不利網(wǎng)絡(luò)狀況而具有間隙。例如，假定成功傳送k比特數(shù)據(jù)塊的概率為S(當 然，SS 1.0)。在同一網(wǎng)絡(luò)狀況下，成功傳送I比特塊的概率將為S2。因而，對于足夠大的 K，無錯傳送的概率可能不切實際的低。當膠囊相機在此時移動經(jīng)過身體以使得膠囊相機可 能穿過K比特塊為最優(yōu)的胃腸道部分而進入至K比特塊可能過大且因此相關(guān)聯(lián)的傳送之間 太長的另一胃腸道部分時，這種考慮尤其有重大意義。由于沿著胃腸道的網(wǎng)絡(luò)狀況可能變 化，并且膠囊相機在胃腸道中移動的速度也沿著胃腸道而變化，因此，任意給定時間的最優(yōu) 塊尺寸的值K通常取決于胃腸道中膠囊相機的位置和相關(guān)聯(lián)的接收單元的位置兩者。某些編碼算法必須在限定的編碼/譯碼數(shù)據(jù)單元(例如，重啟標志之間的圖像數(shù) 據(jù)、幀的片段或組)內(nèi)工作。一個數(shù)據(jù)單元中的錯誤不傳播至下一數(shù)據(jù)單元。因而，在一個 實施例中，最優(yōu)塊大小也取決于編碼/譯碼單元之間邊界的位置。如果接收單元被放置于多個位置(例如，圖1所示的位置)，則每個接收單元必須 保持跟蹤時間，以使得這些接收單元的單獨存儲的接收到的數(shù)據(jù)塊可以相關(guān)而允許在隨后時間組合為單個數(shù)據(jù)流以用于瀏覽和處理。單個數(shù)據(jù)流可以在專用系統(tǒng)、記事系統(tǒng)或工作 站中獲得。接收單元中的時鐘信號必須在數(shù)據(jù)采集的起始相對于彼此同步，以便精確(以 PPm表示)到預定值內(nèi)。即，必須在記事系統(tǒng)或工作站開始數(shù)據(jù)采集或開始數(shù)據(jù)采集前不久 (例如，在將接收單元被置于病人身體上時)進行同步。在一個實施例中，同步通過如下這 樣執(zhí)行同時將所有接收單元復位，或者在某時將兩個或更多個接收單元同步，直到所有的 接收單元相對于彼此同步為止。如果塊的傳送時間為Ts，那么每個接收單元時鐘必須在整 個診斷持續(xù)期上準確保持到低于Ts/2的誤差?？商娲兀梢杂赡z囊相機連同圖像或其它 數(shù)據(jù)一起傳送定時信息，以標記采集圖像或其它數(shù)據(jù)的時間。這些定時信息必須予以傳送 的頻率通常使得任意兩個接收單元之間的最大時間差低于Ts/2。這樣，無需在開始就同步 各接收單元的時間，并且無需使用精準的晶體振蕩器來保持精確的時間片上半導體時鐘 電路可能就足夠了。圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的、用于在時間段Tn期間從接收單元中記錄 的數(shù)據(jù)流中選擇最優(yōu)塊N的處理。在診斷完成之后以及在接收單元與人體分離并連接至記 事系統(tǒng)或工作站(例如，諸如個人計算機)之后，可以執(zhí)行這種選擇處理。個人計算機通常 不具有充足的輸入端口(例如，USB端口)來用于同時連接所有接收器單元。在這種情形 下，可以使用集線器(例如，USB集線器)?？梢栽诠ぷ髡旧蠄?zhí)行圖5A的選擇處理。如圖5A 所示，為選擇第N個塊，塊選擇器30從分別與M個接收單元03-1到03-M中存儲的M個數(shù) 據(jù)流對應的M個塊(即，塊03-1-NI到塊03-M-NI)中選擇出一個塊?；贛個接收單元中 分別隨同圖像數(shù)據(jù)一起存儲的網(wǎng)絡(luò)狀況03-1-NC到03-M-NC，選擇出所選塊33。在每個接 收單元的數(shù)據(jù)流中，一般具有間隙。如果在特定接收單元中沒有發(fā)現(xiàn)與時間段Tn對應的第 N個數(shù)據(jù)塊，則塊選擇器30不考慮來自該接收單元的第N個塊。如果塊選擇器30已確定出來自于某個接收單元數(shù)據(jù)流的最佳的第(N-I)個塊，則 該接收單元也傾向第N個塊選擇(參見圖5A中的附圖標記31)。加權(quán)因子32可被提供至 塊選擇器30，其中加權(quán)函數(shù)以經(jīng)驗予以確定。處理存儲器可以返回到當前第N個塊之前的 任何編號的塊，其中依據(jù)先前塊和當前第N個塊之間的時間差而向每個先前塊分配不同的權(quán)重。如下面所述，在診斷過程期間，接收單元可被置于省電模式(例如，關(guān)閉或進入睡 眠模式)。這些不啟動時間段可以是預定的時間點，或者基于診斷處理的進程而予以確定， 并且可以記錄在接收單元中作為啟動時間段或不啟動時間段。圖5B示出了將每個接收器 (分別標有03-1-T到03-M-T)的啟動時間段作為輸入提供給塊選擇器30的選擇處理。塊 選擇器30不考慮在指定為接收單元的不啟動時間段的時間段期間所傳送的任何塊。圖6是用于在圖5B的塊選擇器30的一個實施方式中選擇第N個塊的流程圖。如 圖6所示，步驟41將接收單元的運轉(zhuǎn)指數(shù)的當前值初始化為“ 1 ”。步驟42將所選塊N初始 化為標簽“沒有數(shù)據(jù)”，這指示尚未選擇候選塊。當確定當前接收單元啟動時(步驟43)，選 擇器30確定是否已將數(shù)據(jù)接收至應用協(xié)議層中(步驟44)。如果接收單元標記了不啟動， 或者如果尚沒有數(shù)據(jù)接收至應用協(xié)議層中，則跳過當前接收單元。最初，對于第N個塊啟動 并且已將數(shù)據(jù)接收至應用協(xié)議層中的第一接收器以其相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)狀況而被指定為“優(yōu)勝 者”(步驟47)，并被選擇為所選第N塊(步驟48)。然后，將具有啟動第N塊的接收單元的 網(wǎng)絡(luò)狀況逐一與優(yōu)勝者的網(wǎng)絡(luò)狀況進行比較(步驟46)。如果給定塊的網(wǎng)絡(luò)狀況比較優(yōu)于優(yōu)勝者的網(wǎng)絡(luò)狀況時，使得該給定塊為優(yōu)勝者(步驟47)。否則，檢查下一接收單元的網(wǎng)絡(luò) 狀況。在所有接收單元的塊都予以檢查之后所存在的優(yōu)勝者為所選第N塊。物理層中的網(wǎng)絡(luò)狀況可以是所測量的信號參數(shù)(例如，所接收信號的峰到峰的幅 值、頻率-相位鎖定狀況、所接收信號的接收信號強度指示器(RSSI)輸出)的組合。對于 更高協(xié)議層，可以將錯誤檢查和校正統(tǒng)計用于指示網(wǎng)絡(luò)狀況。例如，可使用的錯誤統(tǒng)計例如 包括錯誤出現(xiàn)之處的錯誤的類型以及可校正的錯誤部分。另一指示器是數(shù)據(jù)單元分隔符之 間預期的字符的數(shù)量。對于任意給定塊(例如，第N個塊)，存在用于比較兩個接收單元之 間網(wǎng)絡(luò)狀況的許多方法。在膠囊相機已行進通過目標胃腸道02之后(即，在診斷完成之后)，從人體01恢 復接收單元03-1到03-M，且其連接至記事系統(tǒng)51或工作站57以用于進一步處理。圖7A 示出了接收單元03-1到03-M和記事站51之間以及記事站51和工作站57 (可以是個人計 算機或另一專用計算硬件)之間的連接和數(shù)據(jù)流。記事系統(tǒng)51可配備有受控于接收單元 接口邏輯M的用于接收單元的物理連接插口(未示出)和處理器53。另外，記事系統(tǒng)51 包括工作站接口 56和工作存儲器55。處理器53可以是專用硬件、一個或多個處理器、或者 處理器和專用硬件的組合。記事系統(tǒng)接口 56連接至工作站57，在工作站57中處理后的圖 像數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)被存儲、分析、進一步處理或發(fā)送至顯示器。在一個實施方式中，可以在 記事系統(tǒng)51或工作站57中實施結(jié)合圖5A或圖5B所述的塊選擇處理。圖7B示出了集線器或適配器56將接收單元03_1到03_M連接至工作站57的替 代實施方式。在該實施方式中，將上面結(jié)合圖5A和圖5B或圖IlA或圖IlB所述的塊選擇 功能之一實施在工作站57中。在圖7A和圖7B中，數(shù)據(jù)從接收單元(即，接收單元03-1到 03-M)流至記事系統(tǒng)51以及至工作站57，控制信號可以是雙向的。在一個實施方式中，可 以通過記事系統(tǒng)51或工作站57將電源提供給接收單元03-1到03-M。在一個實施方式中， 由工作站57提供至記事系統(tǒng)51的電源。盡管圖1將所有接收單元(S卩，接收單元03-1到03-M)示出為在診斷期間是有效 的，然而胃腸道02中的膠囊相機在任何給定時間都在單個位置。通過在類似的醫(yī)療狀況下 測量充分大量的病人，可以采集關(guān)于膠囊相機抵達胃腸道中任意感興趣的多個位置所需要 時間的統(tǒng)計。使用這種統(tǒng)計，在預期膠囊相機抵達接收單元位于的感興趣區(qū)域，或感興趣區(qū) 域之上或附近時，可啟動特定接收單元，而其它的接收單元可保持不啟動模式?？商娲兀?特定接收單元和其緊臨的相鄰接收單元可被啟動。在一個實施例中，基于期望的膠囊在兩 個位置的穿過次數(shù)的統(tǒng)計，可放置接收單元用于感興趣的兩個區(qū)域。圖8是圖示基于采集到的預測膠囊相機的位置的統(tǒng)計來啟動和禁止一個接收單 元03的流程圖。在同步所有時鐘信號(步驟60)之后，接收單元進入不啟動模式(61)，并 且在當前時間到達預期膠囊相機抵達接收單元的位置的開始時間時被啟動(步驟62-64)。 在膠囊相機啟動的時段期間，采集并傳送圖像和其它數(shù)據(jù)。當?shù)竭_停止時間時，膠囊相機返 回到不啟動狀態(tài)(步驟65-67)。停止時間是膠囊相機穿出與接收單元相關(guān)的感興趣區(qū)域的 預期時間。為了確保正確地捕獲到感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，即使附近的接收單元被置于膠 囊相機可能處于的地帶之外，也可啟動這些附近的接收單元。圖9示出了人體01上放置的接收單元03-1、03_2和其它接收單元。接收單元 03-1,03-2和其它接收單元例如可通過總線04連接?？偩€04可用于攜帶數(shù)據(jù)、控制信號、定時信息、時鐘信號和電源。圖9的接收單元可以通過有線或無線鏈路而連接。在一個實 施例中，接收單元03可以相互通信，或者至少與相鄰的接收單元通信。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于啟動連續(xù)編號的接收單元的啟動方 案。如圖10所示，接收單元03從03-1到03-M連續(xù)編號，并以嘴到肛門的方向沿著胃腸 道02按照數(shù)字順序放置。例如，為了檢查整個結(jié)腸，可以將接收單元03-1放置在最靠近于 回盲瓣的結(jié)腸之上。一旦膠囊相機(未示出)抵達小腸-結(jié)腸結(jié)合部位(即，回盲瓣)，則 迅速地啟動第一接收單元03-1，并準備接收從膠囊相機傳送的數(shù)據(jù)。在圖10中，為了確保 信號捕獲，還啟動接收單元03-2(步驟70-71)。在圖10的啟動方案下，將啟動的接收單元 處的網(wǎng)絡(luò)狀況用于選擇哪一個啟動的接收單元是當前接收單元。當在接收單元03-2處檢 測到的網(wǎng)絡(luò)狀況S2更優(yōu)于在接收器03-1處檢測到的網(wǎng)絡(luò)狀況Sl時，將當前接收單元設(shè) 置為接收單元03-2，并且啟動接收單元03-3(步驟72，80-83)。隨著膠囊相機移至接收單 元03-NM旁邊的位置，啟動方案使得接收單元03-NM為當前接收單元，而在同時使得接收單 元03-(NM-I)和03-(ΝΜ+1)啟動(步驟72-78)。當接收單元03-(NM+1)啟動時，接收單元 03-(NM-2)被禁止(步驟78)。膠囊相機有時可能倒退，以使得接收單元03-(NM-I)處的網(wǎng)絡(luò)狀況S (NM-I)可能 實際上變得更加優(yōu)于接收單元03-(NM)處的網(wǎng)絡(luò)狀況03-(匪)。當出現(xiàn)這種情形時，將當前 接收單元重新設(shè)置為03-(NM-l)(步驟72-75,84-8 。在圖10的啟動方案中，啟動的接收 單元是當前單元和每個前向和后向方向上的一個接收單元。一般地，在前向和后向方向上 無需具有相同數(shù)量的啟動的接收單元。例如，我們可以在前向方向上具有d+個接收單元， 并在后向方向上具有d-個接收單元。對于匪=5，在d+ = 2并且d- = 1的情況下，啟動 的接收單元是接收單元03-5，03-6，03-7和03_4。此外，在胃腸道的不同部分，由于移動性 可能不同，因此具有不同的d+和d-值可能是適當?shù)?。在一個實施例中，當比較各網(wǎng)絡(luò)狀況 (如，在決定點75，81，84和90處)時，可以向當前接收單元分配更加有利的加權(quán)因子。當 接收單元03-M和03-(M-I)啟動時，步驟89-92處理最后的接收單元03-M。圖8中提供的啟動方案(即，根據(jù)預期的傳送次數(shù))和圖10中提供的啟動方案 (即，根據(jù)接收到的信號強度)可以將圖5A和圖5B中圖示的塊選擇處理中需要的計算進 行簡化。這些啟動方案也可以將下面討論的圖IlA和圖IlB的譯碼選擇處理進行簡化。啟 動方案還可以節(jié)省電源和存儲區(qū)域，可以減小錯誤數(shù)據(jù)的接收和存儲，并且可以減小整個 系統(tǒng)操作的電磁干擾(EMI)。在圖5A和圖5B的塊選擇處理中，基于網(wǎng)絡(luò)狀況選擇一個塊。 然而，不同的比特錯誤對于受影響的塊或數(shù)據(jù)流具有不同影響。碼字中的比特錯誤例如可 能導致碼字變?yōu)榫哂胁煌\轉(zhuǎn)周期(rim length)的碼字。這種錯誤相比于像素值中的比 特錯誤在譯碼期間具有更大的影響。盡管可以應用錯誤彈性編碼/譯碼，但是在全部作為 膠囊相機設(shè)計中關(guān)鍵考慮的壓縮比、復雜性和電源上(實際上，一般在所有手持無線設(shè)備 上)，這種醫(yī)療過程引起不利結(jié)果。即使利用錯誤彈性編碼/譯碼，無錯誤操作也未得到保 證。因此，在圖5A和圖5B的塊選擇處理對于每個塊可能產(chǎn)生一個或多個最佳候選的情況 下，譯碼處理自身是最好的選擇機制。圖IlA圖示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的、基于網(wǎng)絡(luò)狀況和譯碼標準提供塊的流的譯 碼處理。在圖IlA中，連續(xù)塊序列N到N+4包括譯碼間隔(即，用于譯碼的數(shù)據(jù)單元)。在 此實施例中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況，從接收到不同塊序列處的不同接收單元(即，接收單元LL、MM、NN和00)中的塊中選擇出塊的最佳流。在塊序列N處，例如，塊100(其被接收到接收單元 MM中)由于其與最強網(wǎng)絡(luò)狀況相關(guān)聯(lián)而被選擇。(優(yōu)選地譯碼間隔與塊邊界相一致，但是 圖IlA和圖IlB的教導可應用于更一般的狀況)。在塊序列N+1，圖IlA的譯碼處理選擇與 在接收單元00處檢測到的最強網(wǎng)絡(luò)狀況相關(guān)聯(lián)的塊101。在塊序列N+2，塊選擇器僅從兩 個接收單元提供塊。因而，譯碼處理選擇與接收單元NN和00之間的更好網(wǎng)絡(luò)狀況相關(guān)聯(lián) 的塊102。在塊序列N+3，譯碼處理在譯碼塊103 (其與接收單元LL、匪、NN和00中的最強 網(wǎng)絡(luò)狀況相關(guān)聯(lián))的同時遇到譯碼錯誤。因此，譯碼處理選擇與下一最佳網(wǎng)絡(luò)狀況(即，在 接收單元MM處)相關(guān)聯(lián)的塊104。譯碼從塊102停止之處重新開始，以使得譯碼處理級聯(lián) 來自塊102和104的譯碼比特。然后譯碼處理選擇與塊序列N+4處的最強網(wǎng)絡(luò)狀況相關(guān)聯(lián) 的塊105。因此，最佳數(shù)據(jù)流是由對來自塊101、塊102、塊104和塊105的譯碼間隔內(nèi)的級 聯(lián)比特進行譯碼所產(chǎn)生的譯碼比特。圖IlB示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的、基于網(wǎng)絡(luò)狀況和譯碼標準提供塊的流的譯 碼處理。在圖IlB中，如圖IlA中那樣，連續(xù)塊序列N到N+4包括譯碼間隔。另外，在圖IlB 中，Sk、Sk+U Sk+2、Sk+3和Sk+4分別表示對于塊序列N、N+1、N+2、N+3、N+4的最強網(wǎng)絡(luò)狀 況。如圖IlB所示，隨著譯碼處理從塊序列N進行到塊序列N+4，根據(jù)每個塊序列處的網(wǎng)絡(luò) 狀況選擇塊106、107、108、110和111。然而，在處理塊111的同時，發(fā)現(xiàn)譯碼間隔中的總字符 數(shù)與譯碼間隔中預期的字符數(shù)不匹配。為了校正該錯誤，由于塊108與塊106、107、108、110 和111所關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)狀況中的最弱網(wǎng)絡(luò)狀況相關(guān)聯(lián)，因此圖IlB的譯碼處理放棄塊108，并 代之選擇塊109。使用塊106、107、109、110和111完成譯碼。一般地，相比于在譯碼間隔的 末尾(即，在塊111中)，譯碼錯誤可在更早的時間檢測到。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，根據(jù)圖 IlA和圖IlB中提供的示例以及其變型和修改，譯碼處理期間的適當校正將是顯而易見的。盡管圖IlA和圖IlB提供了壓縮的比特率的說明性示例，但是將譯碼處理用于選 擇塊的最佳流可應用于任意編碼的數(shù)據(jù)流。分隔符中的或者與字符長度不一致的錯誤比其 它比特錯誤更加嚴重。因而，譯碼處理在選擇塊的最佳流時是有效的。在其它實施例中，無 需完成譯碼處理以允許有效的塊選擇。例如，如果在塊的最佳流的選擇期間，譯碼處理僅檢 查比特流報頭信息、語法、字符長度和其它錯誤而實際不執(zhí)行譯碼，則其已經(jīng)是有益的。在 其它實施例中，如結(jié)合圖5A和圖5B所示的那樣，可以在塊選擇器中實施譯碼、局部譯碼和 錯誤檢測處理。使用譯碼處理的塊選擇(如圖IlA和圖IlB所示)可以在記事系統(tǒng)51、工作站57 或兩者之中實施，以允許計算負載的共享。如果記事系統(tǒng)51和工作站57共享計算負載，則 圖7A中的記事系統(tǒng)51和工作站57之間的數(shù)據(jù)流對于中間數(shù)據(jù)可以是雙向的。在一個實 施例中，圖7A和圖7B的接收單元中的處理電源也可以用作協(xié)處理器。因而，接收單元03-1 到03-M、記事系統(tǒng)51和工作站57可以形成分布式計算系統(tǒng)。為減小用以獲得多個數(shù)據(jù)流當中的最佳數(shù)據(jù)流所需要的處理時間，可以在接收單 元中實施諸如結(jié)合圖IlA和圖IlB討論的處理所示的選擇處理。盡管接收單元存儲接收到 的輸入流，但是每個接收單元中的處理器可以執(zhí)行結(jié)合圖如、圖恥、圖IlA和圖IlB所討論 的任務(wù)。在一個實施例中，在處理器可共享處理電源以及假定接收單元不啟動(即，不接收 信號)的時間期間，可以執(zhí)行這種處理。在另一實施例中，在圖2和圖3的控制器/處理器 模塊中提供多個處理器單元。在一個實施例中，根據(jù)基于接收單元的電池上的電源儲備的進度安排(schedule)、自膠囊已啟動的經(jīng)過時間和接收到的數(shù)據(jù)，來執(zhí)行處理。隨著膠囊相機以蠕動的方式行進通過胃腸道，膠囊相機可能不沿著胃腸道的徑向 方向而定向。此外，病人的胃腸道在不同的地點和位置，沿著其長度具有不同的形狀，其隨 著對象的運動或身體姿勢而改變。無線信號為了抵達接收單元必須穿過的所需天線方位 和身體組織也不斷改變。通過不同組織和骨頭反射的多路徑信號也將會變化。因此，圖 12A-圖12D示出取得更好的總體錯誤率性能的一些接收單元布置。圖12E是這樣的示例 天線設(shè)計高效或可增大其電源，以使得天線布置限制減少。從而，可以將天線放置在其向病 人提供了更多的舒適并提供更容易的安裝的位置。在本實施例中，布帶200將接收單元03 固定在適當?shù)奈恢?。提供上面的詳細描述用于說明本發(fā)明的特定實施例，其并非意在進行限制。本發(fā) 明范圍內(nèi)的大量變型和修改都是可能的。本發(fā)明闡述在所附權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種用于從膠囊相機接收圖像數(shù)據(jù)的接收器系統(tǒng)，包括多個接收單元，其每一個包括天線，用于接收從膠囊相機無線地傳送的信號；接收器電路，耦合至天線，用于(a)處理天線中接收到的信號以恢復其中編碼的數(shù) 據(jù)；(b)生成指示接收到的信號的參數(shù)的信息；以及(c)輸出包含已恢復的數(shù)據(jù)和接收到的 信號的參數(shù)的數(shù)字信號；以及接口，從接收器電路接收數(shù)字數(shù)據(jù)，以連接至從數(shù)字數(shù)據(jù)恢復圖像數(shù)據(jù)的處理電路。
2.如權(quán)利要求1所述的接收器系統(tǒng)，進一步包括歷史文檔存儲器，用于存儲接收至每 個接收單元中的數(shù)字數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的接收器系統(tǒng)，其中，每個接收器電路包括用于控制接收單元的 操作的處理器單元。
4.如權(quán)利要求1所述的接收器系統(tǒng)，其中，已恢復的數(shù)據(jù)包含圖像數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的接收器系統(tǒng)，其中，處理電路耦合至接收單元的接口，以從每個 耦合的接口接收從與耦合的接口相關(guān)聯(lián)的接收器電路輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的接收器系統(tǒng)，其中，來自接收器電路的數(shù)字輸出每一個均被劃 分為在各接收單元中在時間上實質(zhì)同步的塊，處理電路從接收單元的實質(zhì)上同步的塊中選 擇塊。
7.如權(quán)利要求6所述的接收器系統(tǒng)，其中，每個接收單元將時間戳記錄在其生成的塊中。
8.如權(quán)利要求6所述的接收器系統(tǒng)，其中，膠囊相機在預定間隔傳送時間戳。
9.如權(quán)利要求6所述的接收器系統(tǒng)，其中，實質(zhì)上同步的塊被同步到實質(zhì)上同步的塊 的一半持續(xù)時間內(nèi)。
10.如權(quán)利要求6所述的接收器系統(tǒng)，其中，根據(jù)分配給各接收單元的權(quán)重來選擇塊。
11.如權(quán)利要求6所述的接收器系統(tǒng)，其中，接收單元每一個均在啟動模式和不啟動模 式下工作。
12.如權(quán)利要求11所述的接收器系統(tǒng)，其中，塊選擇僅考慮從在啟動模式下工作的接 收單元傳送的塊。
13.如權(quán)利要求12所述的接收器系統(tǒng)，其中，接收單元被根據(jù)膠囊相機在人的胃腸道 中行進的預期到達時間模型而置于啟動模式。
14.如權(quán)利要求12所述的接收器系統(tǒng)，其中，接收到的信號的參數(shù)包含表示將信號接 收至接收單元中的時間的值。
15.如權(quán)利要求12所述的接收器系統(tǒng)，其中，接收到的信號的參數(shù)指示將信號接收至 接收單元時的網(wǎng)絡(luò)狀況。
16.如權(quán)利要求15所述的接收器系統(tǒng)，其中，根據(jù)在接收單元的預定距離內(nèi)在啟動模 式下的第二接收單元處檢測到的網(wǎng)絡(luò)信號狀況，每個接收單元被置于啟動模式。
17.如權(quán)利要求16所述的接收器系統(tǒng)，其中，該預定距離是接收單元相對于第二接收 單元位于前向方向還是位于后向方向的函數(shù)。
18.如權(quán)利要求15所述的接收器系統(tǒng)，其中，該處理電路根據(jù)實質(zhì)上同步的塊的網(wǎng)絡(luò) 狀況來選擇塊。
19.如權(quán)利要求18所述的接收器系統(tǒng)，其中，該數(shù)字數(shù)據(jù)被進一步劃分為譯碼間隔，每 個譯碼間隔橫跨一個或多個同步塊。
20.如權(quán)利要求19所述的接收器系統(tǒng)，其中，在給定譯碼間隔期間，處理電路選擇多個 塊，每個所選塊是在給定譯碼間隔內(nèi)從實質(zhì)上同步的塊中選出的。
21.如權(quán)利要求20所述的接收器系統(tǒng)，其中，所選塊在橫跨譯碼間隔的時間上鄰接。
22.如權(quán)利要求21所述的接收器系統(tǒng)，其中，該處理電路執(zhí)行數(shù)字信號的譯碼以選擇 圖像數(shù)據(jù)。
23.如權(quán)利要求22所述的接收器系統(tǒng)，其中，當處理電路在所選塊中遇到譯碼錯誤時， 處理電路用首先選出所選塊的實質(zhì)上同步的塊中的另一塊來替換所選塊。
24.如權(quán)利要求19所述的接收器系統(tǒng)，其中，當處理器電路發(fā)現(xiàn)譯碼間隔中的數(shù)字數(shù) 據(jù)的比特長度不同于預期值時，處理電路替換所選塊之一，替換的所選塊是與所選塊中具 有與所選塊相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)狀況當中最不利的網(wǎng)絡(luò)狀況的塊相對應的塊。
25.如權(quán)利要求11所述的接收器系統(tǒng)，其中，不啟動模式包括省電模式。
26.一種用于從膠囊相機接收圖像數(shù)據(jù)的方法，包括提供多個接收單元，其每一個包括天線，用于接收從膠囊相機無線地傳送的信號；接收器電路，耦合至天線，用于(a)處理天線中接收到的信號以恢復其中編碼的數(shù) 據(jù)；(b)生成指示接收到的信號的參數(shù)的信息；以及(c)輸出包含已恢復的數(shù)據(jù)和接收到的 信號的參數(shù)的數(shù)字信號；以及接口，從接收器電路接收數(shù)字數(shù)據(jù)，以連接至從數(shù)字數(shù)據(jù)恢復圖像數(shù)據(jù)的處理電路；將處理電路耦合至接收單元的接口；以及將與耦合的接口相關(guān)聯(lián)的接收器電路輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)從每個耦合的接口接收至處理 電路中。
27.如權(quán)利要求沈所述的方法，其中，該接收單元進一步包括用于存儲接收至每個接 收單元中的數(shù)字數(shù)據(jù)的歷史文檔存儲器。
28.如權(quán)利要求沈所述的方法，其中，每個接收器電路包括用于控制接收單元的操作 的處理器單元。
29.如權(quán)利要求沈所述的方法，其中，已恢復的數(shù)據(jù)包含圖像數(shù)據(jù)。
30.如權(quán)利要求沈所述的方法，其中，來自接收器電路的數(shù)字輸出每一個均被劃分為 在各接收單元中在時間上實質(zhì)同步的塊，該處理電路從接收單元的實質(zhì)上同步的塊中選擇 塊。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，每個接收單元將時間戳記錄在其生成的塊中。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，膠囊相機在預定間隔傳送時間戳。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，實質(zhì)上同步的塊被同步到實質(zhì)上同步的塊的一 半持續(xù)時間內(nèi)。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，根據(jù)分配給各接收單元的權(quán)重來選擇塊。
35.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，接收單元每一個均在啟動模式和不啟動模式下工作。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中，塊選擇僅考慮從在啟動模式下工作的接收單元傳送的塊。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，進一步包括根據(jù)膠囊相機在人的胃腸道中行進的預 期到達時間模型而將接收單元之一置于啟動模式。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，接收到的信號的參數(shù)包含表示將信號接收至接 收單元中的時間的值。
39.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，接收到的信號的參數(shù)指示將信號接收至接收單 元時的網(wǎng)絡(luò)狀況。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中，根據(jù)在接收單元的預定距離內(nèi)在啟動模式下的 第二接收單元處檢測到的網(wǎng)絡(luò)信號狀況，將每個接收單元置于啟動模式。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其中，該預定距離是接收單元相對于第二接收單元位 于前向方向還是位于后向方向的函數(shù)。
42.如權(quán)利要求40所述的方法，其中，該塊選擇電路根據(jù)實質(zhì)上同步的塊的網(wǎng)絡(luò)狀況 來選擇塊。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其中，該數(shù)字數(shù)據(jù)被進一步劃分為譯碼間隔，每個譯碼 間隔橫跨多個基本上同步的塊。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中，在給定譯碼間隔期間，塊選擇電路選擇多個塊， 每個所選塊都是在給定譯碼間隔內(nèi)從實質(zhì)上同步的塊中選出的。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中，所選塊在橫跨譯碼間隔的時間上鄰接。
46.如權(quán)利要求44所述的方法，其中，該處理電路執(zhí)行數(shù)字信號的譯碼以選擇圖像數(shù)據(jù)。
47.如權(quán)利要求46所述的方法，其中，當該處理電路在所選塊中遇到譯碼錯誤時，處理 電路用首先選出所選塊的實質(zhì)上同步的塊中的另一塊來替換所選塊。
48.如權(quán)利要求46所述的接收器，其中，當處理器電路發(fā)現(xiàn)譯碼間隔中的數(shù)字數(shù)據(jù)的 比特長度不同于預期值時，處理電路替換所選塊之一，替換的所選塊是與所選塊中具有與 所選塊關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)狀況當中最不利的網(wǎng)絡(luò)狀況的塊相對應的塊。
49.如權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述不啟動模式包括省電模式。
全文摘要
膠囊相機包括無線發(fā)射器，其發(fā)射數(shù)據(jù)；以及接收系統(tǒng)，其具有多個接收單元以允許同時存儲多個數(shù)據(jù)流。多個存儲的數(shù)據(jù)流可在稍后用以基于接收到每個數(shù)據(jù)分組時的網(wǎng)絡(luò)狀況來獲取用于分析的最佳數(shù)據(jù)流。最佳數(shù)據(jù)流可以稍后在譯碼處理期間從多個存儲的數(shù)據(jù)流中獲得。例如，在膠囊相機應用中，可以將多個數(shù)據(jù)流存儲在與接收單元關(guān)聯(lián)的存儲器設(shè)備中，其中接收單元在診斷期間一般附著于身體上的不同位置。隨著膠囊穿過胃腸道，維持多個數(shù)據(jù)流。隨后，在診斷之后，恢復接收單元并將其連接至計算機或另一獨立設(shè)備以用于分析。此時，使用譯碼處理或者通過比較譯碼結(jié)果，從存儲的數(shù)據(jù)流中獲得最佳的數(shù)據(jù)流。并非所有的接收單元都同時存儲數(shù)據(jù)流。例如可以提供篩選處理，以使得僅具有更佳網(wǎng)絡(luò)狀況的接收單元存儲數(shù)據(jù)流。在實時系統(tǒng)中，可僅在通過譯碼處理或者通過比較譯碼結(jié)果獲得最佳數(shù)據(jù)流之前的短持續(xù)時間內(nèi)存儲數(shù)據(jù)流。
文檔編號H04N7/18GK102105100SQ200980129312
公開日2011年6月22日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者王康懷 申請人:卡普索影像股份有限公司