[发明专利]胶囊内窥镜系统及其自动帧率调整方法及计算机可读存储介质

说明书

本发明提供了一种胶囊内窥镜系统及其自动帧率调整方法及计算机可存储介质，所述自动帧率调整方法包括：接收胶囊内窥镜的第一加速度传感器所感测到的第一加速度信息a_c(t)；接收体外设备的第二加速度传感器所感测到的第二加速度信息a_m(t)；计算比较第一加速度信息a_c(t)和第二加速度信息a_m(t)获得胶囊内窥镜和体外设备之间的相对运动幅度statem(t)；根据相对运动幅度statem(t)的大小调整胶囊内窥镜的摄像头的拍摄帧率，其中，相对运动幅度statem(t)越大，摄像头的拍摄帧率F₀(t)就越大。本发明中，在胶囊内窥镜及体外设备上分别安装加速度传感器，从而检测胶囊内窥镜及人体的加速度信息，进而即可有效判断两者的相对运动幅度。并且，通过相对运动幅度来调整拍摄帧率，可有效排除人体运动的干扰。

技术领域

本发明涉及一种胶囊内窥镜技术，特别是一种胶囊内窥镜系统及其自动帧率调整方法及计算机可读存储介质。

背景技术

胶囊内窥镜作为一种可吞服设备，已经被广泛用于消化道检查中，它利用内部电池供电，依靠摄像模块完成消化道图片的拍摄，并通过无线传出体外。受电池电量等的限制，通常胶囊内窥镜的总检查时间在8至14个小时，总拍摄图片数量3～10万。因此，平均图片拍摄帧率通常为1～2fps(frame per second)，短时间可达到4～8fps，甚至10～30fps。因而，这会造成两个问题：

1.拍摄帧率越高，视频图像越流畅，漏拍概率越低。然而，在实际使用情况下，胶囊使用电池供电，电量有限，难以支持8～14小时始终以高帧率拍摄。所以，拍照帧率不足的情况下，存在漏拍的风险。

2.大部分时间里，胶囊在消化道内运动缓慢，此时图像之间相似度非常高，因而产生大量重复的冗余图片，增加了阅片医生的负担，降低了阅片效率。

因而，为了解决上述问题，一方面需要胶囊内窥镜提高拍摄帧率，另一方面减少胶囊内窥镜的重复图像的拍摄。因此，需要设计一种可根据胶囊的实际运动情况自动调整拍摄帧率的方法，到当胶囊相对人体静止或缓慢运动时，降低拍摄帧率，减少冗余图片的获取，节省电量；而当胶囊相对人体运动剧烈时，提高拍照帧率，减少漏拍。

目前，已有部分公开专利用以解决上述问题，例如：

中国专利公告号CN104955377B，该专利利用胶囊内的加速度传感器来获取胶囊的加速度信息，然后通过信号处理方法判断胶囊的运动幅度和模式，从而调整拍摄帧率。但是，该方案中使用单个加速度传感器信息判断胶囊的运动状态，难以排除人体运动的影响：当人体活动时，体内的胶囊还是可能与人体相对静止或小幅度相对运动，从而造成检查失误。

中国专利公开号CN102048519A，该专利申请在胶囊内设置线圈及电流感应器，通过感应外部磁场产生器的磁场信息获得胶囊的运动信号，从而调整拍摄帧率。但是，该方案依赖体外磁场产生器，而且磁场产生器的系统较为复杂且不适宜做成便携式设备。

中国专利公开号CN101674769A，该专利申请通过计算拍摄图像间的相似性判断胶囊运动的快慢，或者通过检测无线信号的强弱对胶囊进行定位，从而调整拍摄帧率。但是，该方案基于图像相似性进行判断，而该判断的运算量较大，对设备算力有一定要求。同时，基于图像调整拍摄帧率存在滞后性，例如在前后两帧图像差异较大时，则可能已经发生了遗漏。另一方面，无线定位精度较低，误差通常可达厘米量级甚至更大，因此很容易出现误判，控制精度低。

中国专利公开号CN107669236A，该专利申请通过在胶囊和体外便携记录仪内均安装六轴惯性传感器，该六轴惯性传感器包括角速度计和加速度计，并通过计算胶囊相对便携记录仪的姿态变化程度来调整拍摄帧率。然而，六轴惯性传感器功耗高，姿态求解误差随时间累积。同时，胶囊和体外便携记录仪的相对姿态不变时，并不等于两者没有相对运动，因此该方案依旧存在一些缺陷。