胶囊内窥镜检查系统以及控制胶囊内窥镜工作的方法

专利名称：胶囊内窥镜检查系统以及控制胶囊内窥镜工作的方法
技术领域：
本发明涉及一种胶囊内窥镜检查系统用于通过经胶囊内窥镜获取内 窥镜图像的方法作出医学诊断。本发明还涉及控制胶囊内窥镜工作的方 法。
背景技术：
近来已在实际使用中采用胶囊内窥镜进行内窥镜检查。胶囊内窥镜 具有集成在微胶囊中的部件，包括成像装置和照明光源。首先患者吞下 胶囊内窥镜，这样成像装置能从患者的内部，也就是患者消化道的内表 面，采集图像，此时光源照亮这些表面。由成像装置采集的图像数据以 无线电信号的方式被传送至接收器，该接收器由患者携带。图像数据被连续地记录在存储介质如闪存上，该存储介质被设置在接收器内。在内 窥镜检查时或在其之后，将图像数据传输到信息管理装置如工作站，在 该信息管理装置中将内窥镜图像显示在监视器上以获得图像判读和诊 断。胶囊内窥镜在每个单位时间内按照给定的次数采集图像，如以2fps (每秒的帧数)的帧频率。由于胶囊内窥镜采集超过约8小时以完成从每个患者采集图像，所以在内窥镜检査每个阶段结束时采集到的和存储在 接收器中的图像数据量变得巨大。这样对于医生需要花费很长的时间和 消耗很多精力来判读采集到的所有内窥镜图像以做出诊断。由于这个原 因，在采集尽可能多的来自于对于诊断而言重要的位置的图像的同时， 需要将那些对于诊断而言并非必需的图像减到最少。为了满足这种需求， 已经提出了这样一种胶囊内窥镜，其可根据预定的时间表采集图像，例如在JPA2005-193066中的。前面提及的现有技术公开了一个实例，其中胶囊内窥镜在经过关注 的区域时提高帧频率，例如在有损伤的地方，并在其经过关注区域之后降低帧频率。然而，这种现有技术并没有具体指出任何用于确定关注区 域的具体装置，所以仍然很难判别出与关注区域具体对应的所采集的图为了确定关注区域，其可能例如将胶囊内窥镜当前从患者获得的当 前信息与关于患者过去的信息进行比较。当前信息可包括内窥镜图像和 采集这些图像时的位置的位置信息，而过去信息可以是对于患者有关过 去诊断的信息，包括关注区域的图像和关注区域的位置的信息。替代有 关患者的过去信息，可将当前信息与医疗病例中的常规信息进行比较， 诸如病例中有代表性的图像范例，从而确定关注区域。这种方法可以应 用于首次进行内窥镜检查的患者。由于上述确定关注区域的方法需要有关过去诊断或有关常规病例的 信息，其不可能在没有这种信息时确定出关注区域。即使有诊断信息或 常规病例的信息，如果是通过与当前使用的内窥镜不同类型的内窥镜获 得的信息，则内窥镜之间的差异会导致这样一个问题，即由当前内窥镜 和其他类型的内窥镜在相同部分采集的图像彼此之间具有不同的特征。 如果是这样的话，就很难准确确定出关注的区域。此外，由于常规病例的信息或图像是从在过去作出的大量诊断而建 立的庞大数据库中挑选出的代表性数据，但从患者损伤采集的个人的内 窥镜图像并非总与相应病例的代表性的病例图像相似。如果从患者损伤 采集的内窥镜图像与相应的病例图像不相似时，则不可能识别出作为关 注区域的损伤。发明内容鉴于前面提到的，本发明的主要目的在于提供一种采用胶囊内窥镜 的胶囊内窥镜检查系统以及一种控制胶囊内窥镜工作的方法，由此在无 需诊断信息或常规病例信息下就能准确确定出可能包含损伤等的关注区 域。本发明的胶囊内窥镜检査系统包括判断装置，其在通过胶囊内窥镜 的成像装置获得每幅内窥镜图像之后立即分析每幅内窥镜图像，由分析 的结果来判断内窥镜图像是否包含任何具有与周围区域不同图像特征的关注区域。判断装置被至少安装在胶囊内窥镜、可携带的装置以及信息 管理装置的一个中，其中胶囊内窥镜被测试体吞下，经成像装置采集测 试体内部的内窥镜图像，并无线地传送内窥镜图像。可携带的装置由测 试体携带，并接收来自于胶囊内窥镜的内窥镜图像以及存储接收的内窥 镜图像。信息管理装置存储和管理从可携带装置传输的内窥镜图像。优选地，本发明的胶囊内窥镜检查系统进一步包括控制命令发生器， 用于根据判断装置的判断结果产生用于控制胶囊内窥镜各个元件工作的 控制命令，以及安装在胶囊内窥镜中的工作控制器，用于根据控制命令 控制胶囊内窥镜各个元件的工作。控制命令发生器被至少安装在胶囊内 窥镜、可携带的装置和信息管理装置的一个之中。根据优选的实施例，判断装置将每幅内窥镜图像划分为多个部分， 查看这些部分间的相似度，并在存在内窥镜图像的某些部分具有比其他 部分的相对低的相似度时，判定于内窥镜图像中存在关注区域。判断装 置从各个部分中检测出图像的特征值，计算出各个部分之间的图像特征 值的差值，以及通过将计算出的差值和预定的阈值进行比较来估算部分 之间的相似度。根据另一个优选的实施例，判断装置査看从胶囊内窥镜获得的最新 内窥镜图像与之前刚从胶囊内窥镜获得的图像之间的相似度。如果最新 的内窥镜图像与之前的图像不相似且判断装置已判定在之前的图像中不 存在关注区域时，或者如果最新的内窥镜图像与之前的图像相似且判断 装置判定在之前的图像中存在关注区域时，则判断装置判定在最新的内 窥镜图像中有关注区域。优选地，为了估算出最新的内窥镜图像的部分与之前图像的对应部 分间的相似度，判断装置优选地将每幅内窥镜图像划分为多个部分，并 在存在某些部分具有比之前图像的对应部分相对低的相似度时，判定最 新的内窥镜图像与之前的图像不相似。更优选地，判断装置从最新的和 之前的内窥镜图像的各个部分检测出图像的特征值，计算出最新的内窥 镜图像的各个部分的每个与之前图像的对应部分之间的图像特征值的差 值，以及通过将计算出的差值和预定的阈值进行比较估算出最新的和之 前的图像的每一对相应部分之间的相似度。根据另一个优选的实施例，胶囊内窥镜包括多点测距装置，用于测 量从胶囊内窥镜到成像设备的当前成像区域中主体的多个点的距离，以 及判断装置执行剪切处理，用于根据经多点测距装置测量的距离从每幅 内窥镜图像中切割出受限的主体距离范围的区域，并分析内窥镜图像的 该区域的图像数据从而判断在该区域中是否存在任何关注区域。根据更优选的实施例，在判断装置判定不存在关注区域时，控制命 令发生装置产生以常规成像模式驱动胶囊内窥镜的第一控制命令，而当 判断装置判定有关注区域存在时，控制命令发生装置产生以特殊成像模 式驱动胶囊内窥镜的第二控制命令，如此胶囊内窥镜可在特殊模式下采 集关注区域的详细的图像。本发明的胶囊内窥镜检查系统的胶囊内窥镜可包括至少两个彼此面 向不同方向的成像装置以及用于检测胶囊内窥镜的姿态和移动方向的方 向传感器。在这个实施例中，控制命令发生器根据检测到的胶囊内窥镜 的姿态和移动方向决定成像装置的各个面对的方向，并产生以常规成像 模式驱动成像装置中向前的那一个的控制命令，向前的那一个成像装置 当前在移动方向上是面对前方的。当判断装置判定在由向前的成像装置 采集的内窥镜图像中存在关注区域时，控制命令发生器产生以特殊成像 模式驱动除了向前的成像装置以外的其他成像装置中的至少一个以采集 关注区域的详细图像的第二控制命令。一种控制由测试体吞下的胶囊内窥镜工作，以采集测试体内部的内 窥镜图像并无线地输出内窥镜图像的方法，其中该方法包括以下步骤在经胶囊内窥镜获得每幅内窥镜图像之后立即分析每幅内窥镜图通过分析步骤得到的结果来判断内窥镜图像是否包含任何具有与周 围区域不同图像特征的关注区域；产生控制命令，用于根据判断步骤的结果控制胶囊内窥镜的各个元 件的工作；以及根据控制命令控制胶囊内窥镜各个元件的工作。根据本发明，由于关注的区域，诸如损伤，通常具有与其周围区域 不同的特征，所以每逢胶囊内窥镜采集了内窥镜图像之后分析内窥镜图9像本身，且仅仅通过内窥镜图像自身的分析结果就能作出是否存在任何 关注区域的判断，而不需要有关患者的过去诊断信息或有关常规病例的 病例信息。因为在胶囊内窥镜检査中是以实时的方式确定关注区域的， 所以可以一旦发现关注区域就通过将胶囊内窥镜选择到特殊成像模式来 采集关注区域的详细图像。此外，可以识别出与病例信息不相似的那种 损伤。由于本发明不需要诊断信息或病例信息，其也不必考虑用于获取 诊断信息或病例信息的胶囊内窥镜与用于当前内窥镜检查的胶囊内窥镜 之间的差异。


当结合附图来理解时，从以下的优选实施例的详细描述，本发明上 述的和其他的目的和优点将变得更清楚，其中相同的标记表示在多个视 图中相同的或相应的部件，且其中图1是根据本发明的实施例图示的胶囊内窥镜检查系统的示意图； 图2是图示胶囊内窥镜检查系统的胶囊内窥镜内部的截面图； 图3是图示用于测定成像区域范围的多点测距处理的说明图； 图4是图示胶囊内窥镜的电子结构的框图； 图5是图示数据收发器的电子结构的框图；图6是图示用于从图像帧中切割出检査区域的图像数据的剪切处理 的说明图；图7A和7B是图示有关胶囊内窥镜的检查区域的距离范围的说明图；图8是图示用于判断在检查区域中是否存在任何关注区域的判断处 理的说明图；图9是图示成像模式选择处理程序的流程图；图IO是图示成像条件表的实例的说明图；图11是图示工作站的电子结构的框图；图12是图示胶囊内窥镜检查系统的全部工作的流程图；图13是根据本发明的第二实施例图示的成像模式选择处理的流程图；图14是根据第三实施例图示的胶囊内窥镜内部的截面图；图15是图示第三实施例的说明图，其中物镜系统的光轴是朝着特殊成像模式中的关注区域转向；图16是根据第四实施例图示的胶囊内窥镜内部的截面图；图17A和17B是图示第四实施例的说明图，其中在移动胶囊内窥镜时面向前方的成像装置以常规成像模式采集图像，而另一个面向后方的成像装置被驱动处于特殊成像模式； 图18是图示第五实施例的说明图；图19是图示能通过自身分析图像数据和产生控制命令的胶囊内窥镜 的电子结构的框图；以及图20是图示内窥镜检查系统的电子结构的框图，其中工作站分析来 自于胶囊内窥镜的图像数据，并产生控制命令用于胶囊内窥镜。
具体实施方式
如图1和2中所示，内窥镜检查系统2是由能被患者或测试体10吞 下的胶囊内窥镜11、由患者10携带的可携带的数据收发器12、以及工 作站13组成，该工作站13能接收经胶囊内窥镜11采集的内窥镜图像并 为医生显示内窥镜图像来判读它们。在胶囊内窥镜检査系统2中，由胶 囊内窥镜11采集的最新的内窥镜图像的图像数据被无线传输至数据收发 器12，使得数据收发器12能分析内窥镜图像从而检査是否有任何类似损 伤的关注部分存在于该图像中。如果有，在将胶囊内窥镜设定于特殊成 像模式之后，通过胶囊内窥镜11采集更为详细的关注部分的内窥镜图像。胶囊内窥镜11采集来自于患者10的消化道内壁的图像，例如肠， 并将采集的图像的数据连续地以无线电波14a的方式发送到数据收发器 12。胶囊内窥镜11还以无线电波Mb的方式接收来自于数据收发器12 的控制命令，并根据控制命令工作。数据收发器12配置有用于显示各种设置屏幕的液晶显示屏(LCD) 15以及用于在设置屏幕上设置数据收发器12的操作部16。数据收发器 12接收并存储以无线电波14a的方式从胶囊内窥镜11传输的图像数据。 数据收发器12还能分析从胶囊内窥镜11获得的最新的图像数据，通过ii分析的结果来确定胶囊内窥镜ll的成像条件。也就是说，数据收发器12 决定胶囊内窥镜11将被设定为哪种成像模式，并产生控制命令用于将胶 囊内窥镜11设定为决定的成像模式。将控制命令以无线电波14b的方式 从数据收发器12发送到胶囊内窥镜11。通过天线18和20的方式在胶囊内窥镜11和数据收发器12之间实 现无线电波14a和14b的传输，其中天线18被安装在胶囊内窥镜11内， 如图2和4所示，而天线20被安装在患者10穿着的防护衬衫19上。每 一个天线20在其中装有电场强度传感器21，该传感器用于测量来自于胶 囊内窥镜ll的无线电波14a的场强。胶囊内窥镜11具有常规成像模式，用于获得通常的内窥镜图像的图 像数据，以及特殊成像模式，用于获得高清晰的内窥镜图像的图像数据。 将胶囊内窥镜11设定为与常规成像模式不同的特殊成像模式中的成像条 件。具体地，在特殊成像模式中，提高帧频率，且每次曝光时逐渐改变 缩放倍数(视野)和曝光值(快门速度和光照量)。工作站13配置有处理器24、包括键盘和鼠标的操作元件25、以及 LCD监视器26。第一处理器24被连接到数据收发器12以交换数据，例 如，通过USB线27。第一处理器24可经过类似红外通信的无线通信方 式与数据收发器12连接。在用胶囊内窥镜11进行内窥镜检査中或之后， 处理器24从数据收发器12获得图像数据，累积以及管理对于单个患者 的图像数据，并根据图像数据生成TV图像以在LCD 26上显示TV图像。如图2中所示，胶囊内窥镜11具有透明的前壳30和后壳31，该后 壳3i与前壳30相配以在这些壳30和31内部形成防水空间。壳30和31 具有一端开口且另一端封闭的圆柱形形状。壳30和31的封闭端基本上 为半球形。在壳30和31内部的空间中装配有，物镜系统32以及成像装 置33，诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器。当胶囊内窥镜ll位 于患者10的内部时，物镜系统32在成像装置33的图像采集表面上形成 患者10的身体内的部分或位置的光学图像，这样成像装置33输出对应 于光学图像的模拟图像信号。35标引的是物镜系统32的光轴。物镜系统32由透明的凸出的光学穹顶32a、第一透镜支架32b、第 一透镜系统32c、导杆32d、第二透镜支架32e以及第二透镜32f组成。光学穹顶32a被设置在前壳30的半球形端中。第一透镜支架32b被安装 到光学穹顶32a的后端，且其朝后是逐渐縮小的。第一透镜系统32c被 固定到第一透镜支架32b上。导杆32d是螺纹杆，其平行于光轴35被安装到第一透镜支架32b的 后端。第二透镜支架32e具有内螺纹孔，经其导杆32d可螺旋进该孔， 这样随着由步进电机和其他次要元件组成的透镜驱动器36转动导杆32d， 第二透镜32f平行于光轴35移动。在第二透镜32f平行于光轴35移动时， 物镜系统32的縮放倍数(焦距)改变，因此物镜系统32的视野(成像 区域)相应地改变。透镜驱动36改变了物镜系统32的縮放倍数，这样 可在给定的縮放倍数和给定的视野下采集每幅图像，其縮放倍数和视野 可通过控制命令指定。在壳30和31的内部，装配有用于发送和接收无线电波14a和14b 的天线18、用于照明身体部分的照明光源38、具有各种电子电路安装在 其上的电子电路板39、扣式电池40以及多点测距传感器41。多点测距传感器41是有源传感器，其由光电发射体单元41a和光电 传感器单元41b组成。每当胶囊内窥镜ll采集一幅内窥镜图像时，多点 测距传感器41测量从胶囊内窥镜11到主体的多个点的各自距离，该主 体也就是身体内部的部分，其与采集到的内窥镜图像对应。如图3中所 示，多点测距传感器41将胶囊内窥镜11的成像区域A划分为多个测距 块B，其以矩阵排列，同时测量到每个块B的代表点P的距离。例如， 代表点P是位于测距块B的各自中心，虽然只在图3中的测距块B的一 个中显示点P，这只是为了避免附图过于复杂。光电发射体单元41a朝着一块测距块B的代表点P发射近红外线直 至预定序列的另一个上。可采用常规的方法朝着各自的代表点P发射近 红外线。例如，光电发射体单元41a能至少在一个方向上转向围绕胶 囊内窥镜11的垂直轴旋转的偏转方向，或围绕胶囊内窥镜11的水平轴 旋转的俯仰方向，因此可采用近红外线以二维的方式扫描成像区域A。 注意从光电发射体单元41a发射的光线是不限于近红外线的，还可以是 其他波长范围的光线，只要在其范围内不影响成像即可。近红外线是从光电发射体单元41a朝着代表点P射出，并从代表点P反射，且在光电传感器单元41b上被接收。光电传感器单元41b是例如 位置敏感探测器(PSD)。如现有技术中己知的，例如参见JPA2007-264068，当PSD接收到从代表点P反射来的光线时，PSD输出电信 号，且电信号的大小与从胶囊内窥镜ll到代表点P的距离对应。因此， 可将从光电传感器单元41b输出的电信号作为距离测量信号。基于距离 测量信号，可计算出从胶囊内窥镜11到代表点P的距离。注意，距离信 号转换电路49 (参见图4)将距离测量信号转换为表示从胶囊内窥镜11 到代表点P的距离的距离信号。光电发射体单元41a朝着测距块B的各自代表点P依次发射近红外 线，这样光电传感器单元41b依次接收来自于每个代表点P反射的光线， 并输出表示从胶囊内窥镜11到代表点P的各自距离的距离测量信号。这 样，多点测距被用来测量到成像区域A的各自测距块B的代表点P的距 离。在图4中，CPU(工作控制设备)45控制胶囊内窥镜n的整个工作。 CPU 45是与透镜驱动器36、多点测距传感器41、 ROM 46、 RAM 47、 成像驱动器48、距离信号转换电路49、调制器电路50、解调器电路51、 电源电路52以及照明装置驱动器53相连。ROM 46存储用于控制胶囊内窥镜11工作的各种程序和数据。CPU 45从ROM 46中读取必需的程序和数据，继而在RAM 47上利用它们编 制出读取程序。RAM47临时存储关于成像条件的数据，该成像条件包括 帧速率、縮放倍数(视野)以及曝光值(快门速度和光量)，其是通过来 自于数据收发器12的控制命令指定的。成像驱动器48与成像装置33和信号处理电路54相连。成像驱动器 控制成像装置33和信号处理电路54的工作，以在由控制命令指定的帧 频率和快门速度进行曝光。信号处理电路54处理由成像装置33输出的 模拟图像信号，通过相关双采样、放大和模数转换的方法将该图像信号 转换为数字图像数据。信号处理电路54还可将图像数据进行伽马校正和 其他图像处理。距离信号转换电路49与光电传感器单元41b相连，且光电传感器单 元41b提供距离测量信号。然后距离信号转换电路49将各自的距离测量14信号转换为距离信号。距离信号转换电路49可通过预定的计算公式或数 据表或任何其他的常规方法的方式将距离测量信号转换为距离信号，因此省略转换方法的具体介绍。将距离信号提供给CPU 45。当CPU 45接 收到一组表示到成像区域A中的各自代表点P的距离的距离信号时，CPU 45将每一组作为成像区域A上的多点距离信息的距离信号输出到调制器 电路50。调制器电路50和解调器电路51是与收发器电路55相连，该收发器 电路与天线18相连。调制器电路50将来自于信号处理电路54的数字图 像数据和从CPU45输出的多点距离信息调制进无线电波14a。也就是说， 将图像数据和获得图像数据的成像区域A的多点距离信息一起调制到无 线电波14a中。将无线电波14a从调制器电路50发送到收发器电路55。 收发器电路55将无线电波14a放大以及进行带通滤波，然后将无线电波 14a输出到天线18。收发器电路55还将在天线18上从数据收发器12接 收的无线电波14b放大并进行带通滤波，然后将无线电波14b输出到解 调器电路51。解调器电路51将无线电波14b解调为原始控制命令，并将 控制命令输出到CPU45。电源电路52由电池40为胶囊内窥镜11的各个部件提供电源。照明 装置驱动器53在CPU45的控制下驱动照明光源38，使得在控制命令指 定的照明光量下采集每幅图像。如图5中所示，CPU 57 (控制命令产生装置)控制数据收发器12的 整个工作。数据总线58将CPU 57与ROM 59、 RAM 60、调制器电路61 、 解调器电路62、图像处理器电路63、数据存储器64、输入界面(I/F) 65、位置检测器电路66、图像分析器电路(判断装置)67以及数据库68 相连。还将数据总线58与用于控制LCD 15上的显示器的LCD驱动器70、 用于在处理器24和数据收发器12之间经USB连接器71进行中间数据 交换的通信界面(I/F) 72、以及用于为数据收发器12的各个部件提供电 池73的电力的电源电路74相连。ROM 59存储用于控制数据收发器12工作的各种程序和数据。CPU 57从ROM59中读取必要的程序和数据，并在RAM60上展开它们，从而顺序编制读取程序。CPU 57还控制数据收发器12的各个部件根据经由操作部16输入的操作信号工作。调制器电路61和解调器电路62是与收发器电路75相连的，该收发 器电路与天线20相连。调制器电路61将控制命令调制为无线电波14b， 并将无线电波14b输出到收发器电路75。收发器电路75将来自于解调器 电路61的无线电波14b放大并进行带通滤波，然后将无线电波14b输出 到天线20。收发器电路75还可将在天线20上从胶囊内窥镜11接收的无 线电波"a放大并进行带通滤波，然后将无线电波14a输出到解调器电 路62。解调器电路62将无线电波14a解调为原始图像数据和多点距离信 息，并将图像数据输出到图像处理器电路63。多点距离信息是临时存储 在RAM 60或类似物中的。在通过解调器电路62解调时，图像处理器电路63处理图像数据， 且将处理了的图像数据输出到数据存储器64和图像分析器电路67。数据存储器64是，例如，具有约1GB存储能力的闪存。随着从图 像处理器电路63连续地输出图像数据，数据存储器64存储并积累该图 像数据。数据存储器64具有普通图像数据的存储部64a和关注图像数据 的存储部64b。普通图像数据的存储部64a存储由胶囊内窥镜11在常规 成像模式下获得的图像数据，而关注图像数据的存储部64b存储由胶囊 内窥镜11在特殊成像模式下获得的图像数据。输入界面65从电场强度传感器21得到测量结果，并将该结果输出 到位置检测器电路66。位置检测器电路66根据电场强度传感器21的测 量结果检测出患者10内部的胶囊内窥镜11的当前位置，并将关于胶囊 内窥镜11的检测到的位置的信息输出给数据存储器64，该信息在下文中 称之为成像位置数据。数据存储器64记录了与来自于图像处理器电路63 的图像数据相关的成像位置数据。因为根据来自于胶囊内窥镜11的无线 电波14的场强检测测试体内部的胶囊内窥镜11的位置的方法是现有技 术中众所周知的，所以在本说明书中省略了该方法的具体介绍。在图像处理器电路63提供了最新的图像帧的图像数据时，图像分析 器电路67分析通过胶囊内窥镜11获得的最新的图像帧的图像数据，以 判断图像帧是否包含任何的关注区域80 (参见图8)，该关注区域具有与16其周围不同的特征并可将其认作为损伤或类似情况。图像分析器电路67
配备有剪切处理器81、图像特征值提取器82以及判断部83。
剪切处理器81从RAM 60中读取与来自于图像处理器电路63的图 像数据对应的多点距离信息，根据读取的多点距离信息来处理用于剪切 的图像数据。具体地，如图6、 7A和7B中所示，距胶囊内窥镜ll受限 的距离范围D1到D2 (DKD2)的区域，被定义为检查区域C，且在检 查区域C中的像素是从图像帧中得到。换言之，关于是否在成像区域A 中存在任何关注的区域80的判断是只在检查区域C中作出的。注意，在 成像区域A中除了检查区域C之外的其他区域在图6和7中以阴影线画 出。标记10a表示身体的消化道，且R表示图7中胶囊内窥镜11的视野。
检查区域C的距离范围Dl到D2被界定为将需检查的身体消化道 lOa中的所有区域。具体地，如图7A和7B中所示，第Nth个图像帧的成 像区域A(N)中的检查区域C(N)与第(N+l)th个图像帧的成像区域A(N+l) 中的下一个检查区域C(N+1)邻接或重叠，其中N为自然数。
剪切处理器81从图像帧中剪切或切割出检查区域C的图像数据，并 将剪切的图像数据临时写入RAM60或类似物中。对于关注区域80限制 检查区域允许详细地检查限制的图像区域中的内容，其有助于找出类似 于损伤的关注区域80，即使它非常小。虽然可以详细地检查整个成像区 域A，但这需花费大量时间。此外，在成像区域A(N)与下一个成像区域 A(N+1)大量重叠时，如果图像分析器电路67检查每幅图像帧的整个区 域，则主体的大量区域将多余地检查两遍或更多。
此外，将关注区域80需检查的区域限制到每个成像区域A的预定距 离范围D1到D2，其有助于作出关于在检查区域中是否存在任何损伤的 精确判断。由于测试体的内表面的表面情况和颜色，诸如消化道的内壁， 在限制的区域中通常是相似的或均匀的，因此较容易从正常部分中区分 类似于损伤这样的异常部分。换言之，主体的目标区域越大，连在其正 常表面情况和颜色中出现的变化也越大。这样要从正常部分中区分损伤 将变得更困难。
图像特征值提取器82 (参见图5)从RAM60读取剪切的图像数据， 并提取剪切出的图像数据的图像特征值。如图8中所示，特征值提取器82将检査区域C划分为多个部分，在下文中称作小块BS，并从剪切出的 图像数据中提取小块BS的各个图像特征值。图像特征值是表示图像数据 的特征的数值数据，诸如色调、颜色分布、轮廓分布、形状、光谱频率
分布或成分。在本发明的实施例中，在每个小块Bs中提取出表示血管图 样的图像特征值。注意小块Bs的大小可等同于测距块B或者具有比测距 块B更小的尺寸。
作为表示血管图样的图像特征值的实例，可参考"血管边缘的方向分 布"以及"数量分布"。"血管边缘的方向分布"表示血管边缘朝着哪个方向 延伸的方向分布。更具体地，在检查区域C中的所有血管以恒定的间隔 分段，并将检测出的血管段的方向(0到180度)的分布作为血管边缘的 方向分布，其中适合的方向是预先确定的参考方向(0度)。
为了检测"数量分布"，将3x3像素大小的四个方向导数滤子应用于 每个目标像素，从四个方向的导数滤子的每一个中得到的输出值之间获 得最大的绝对值，如同JPA09-138471中公开的实例，尤其是该现有技术 的图4中公开的。然后，将最大值的分布看作数量分布。此外，其可以 在各个方向中使用数量分布。也可采用其他的已知的设备，诸如prewitt 滤子或Sobal滤子，作为方向导数滤子。
既然提取血管图样的图像特征值的方法是现有技术中众所周知的， 则这种方法的介绍将被省略。在从剪切出的图像数据中提取到小块Bs的 图像特征值之后，图像特征值提取器82将这些图像特征值临时写入RAM 60中。
判断部83从RAM60读出检查区域C的小块Bs的图像特征值，将 这些图像特征值比较，从而判断在检查区域C中是否存在任何类似于损 伤的关注区域80。与关注区域80对应的这种小块Bs的图像特征值与正 常区域85对应的其他小块Bs的图像特征值有很大不同。因此，如果在 检查区域C中存在关注区域80，则在检查区域C中的一些小块Bs具有 不同于其他小块Bs含有的图像特征值。g卩，如果在检查区域C中存在关 注区域80，则检查区域C包括与其他小块Bs不太相似的一簇小块Bs。
于是判断部83将小块Bs的图像特征值彼此之间进行比较，且当存 在一簇小块Bs其图像特征值不同于其他小块Bs的这些值且达到超过预定阈值的这种程度时，判定在检査区域C中存在关注区域80。例如，当 一些小块Bs具有与其相邻的小块Bs那些明显不同的图像特征值时，判
断部83判定在检査区域C中存在关注区域80。这种情况下，判断部83 计算出每一对邻接的小块Bs的图像特征值之间的差值，并将计算出的差 值与各自的阈值比较。如果所有的差值都小于阈值，则判断部83判定在 检查区域C中没有关注区域80。
当损伤延续超过整个检查区域C时，判断部83将获得同样的结果。 损伤是否延续超过整个检查区域C，可通过参考被判定为不具有损伤或 关注区域80的之前图像帧的图像特征值来确定。然而，由于发生这种情 况的可能性非常低，本发明的实施例指定当计算的差值没有一个达到或 超过阈值时，判定在检查区域C中没有关注区域80。
当一些计算出的差值达到或超过阈值时，判断部83判定在检査区域 C中存在关注区域80。在这种情况下，图像特征值间的差值达到或超过 阈值的一对小块Bs之间的边缘，被认定为关注区域80和不是损伤的其 他正常区域85之间的边缘。也就是说，这对小块Bs中的一个属于关注 区域80，而该对中的另一个小块Bs属于正常区域85。
当一对邻接的小块Bs之间的图像特征值的差值低于预定的阈值时， 判断部83认为这两小块Bs属于同样的部分或组。因此，如果邻接的小 块Bs之间算出的差值中的任意一个不低于阈值时，将检査区域C划分为 至少两个小部分关注区域80和正常区域85。然后，判断部83确定检 査区域C的哪一个小部分是关注区域80。 g卩，当其之间算出的差值达到 或超过阈值时，判断部83确定邻接的两小块Bs中哪一个应属于关注区 域80。
例如，既然关注区域80极少情况下才比正常区域85大，因此其很 可能将最大的小部分确定为正常区域85，同时将其他小部分确定为关注 区域80。可选择地，其可利用之前图像帧的检查区域C上的判断结果。 具体地，每当判断部83判定在检查区域C中没有关注区域80时，判断 部83将这个检査区域C中的任意小块Bs的图像特征值写入RAM 60。 由于身体消化道10a的内壁的表面情况和颜色在限制的区域内改变较小， 所以最新的图像帧的正常区域85的图像特征值与被写入RAM60中的图
19像特征值区别很小。因此，在两个或多个小部分之间，具有这种图像特
征值的一个与被写入RAM 60中的图像特征值区别很小时，将这个视为 正常区域85，并将其他一小部分或多个小部分确定为关注区域80。这样， 可将组成关注区域80的这些小块Bs与其他块区分开。然而，区分关注 区域80的方法不限于本发明的实施例。
至此所介绍的，判断部83能判断在最新或当前图像帧的检査区域C 中是否存在任何关注区域80。如果在检查区域C中存在关注区域80，则 判断部83能通过上述方式区分出组成关注区域80的小块Bs。将通过判 断部83得到的判断和区分的结果提供给CPU 57。当在检査区域C中存 在关注区域80时，CPU57为胶囊内窥镜11选择特殊成像模式，或者当 在检査区域C中不存在关注区域80时，为胶囊内窥镜11选择常规成像 模式。注意，以稍后参考图14所阐述的方式，可将组成关注区域80的 那些小块Bs的区分用于第三实施例中，其也可用来在工作站13的监视 器26上显示标记或表示关注区域80的类似物。
接下来，参考图9来介绍用于选择胶囊内窥镜11的成像模式的程序， 该程序在数据收发器12中执行。当内窥镜检查开始时，胶囊内窥镜11 的成像装置33从在视野中的主体采集图像，该视野也就是成像区域A， 同时多点测距传感器41完成成像区域A的多点测距。将在成像区域A 上采集的图像的图像数据和多点距离信息以无线电波14a的方式从胶囊 内窥镜11发送至数据收发器12。
数据收发器12在天线20上接收无线电波14a，并将其经收发器电路 75传输到解调器电路62，从而将其解调为原始图像数据和多点距离信息。 图像数据被输出到图像处理电路63，同时多点距离信息被存储在RAM 60 中。在图像处理电路63中对图像数据进行各种图像处理，之后，输出至 图像分析器电路67。
图像分析器电路67的剪切处理器81从RAM 60读取多点距离信息， 其对应于从图像处理电路63中提供的图像数据。基于读取的多点距离信 息，剪切处理器81确定检查区域C，剪切图像数据从而将检査区域C切 割出来。剪切的图像数据被临时写入RAM60中。图像特征值提取器82 从RAM 60中读出剪切的图像数据。图像特征值提取器82将与图像数据的剪切部分对应的检查区域C划 分为多个小块Bs，并从剪切的图像数据中提取小块BS的各个图像特征
值。提取的小块Bs的图像特征值被临时写入RAM60。判断部83从RAM 60中读出小块Bs的图像特征值。
判断部83计算邻接的每一对小块Bs之间的图像特征值的差值，根
据算出的任意差值是否达到或超过其阈值，来判断在当前图像帧的检查 区域C中是否存在任何关注区域80。换言之，根据关于在检查区域C中 的图像特征值是否存在相对变化的判断结果，即这种小块Bs是否不太与 其他小块相似的判断结果，判断部作出关于在检査区域C中是否存在关 注区域80的判断。
当判断部83判定当前图像帧的检查区域C包含关注区域80时，判 断部83能通过上述的方法区分出那些组成关注区域80的小块Bs。判断 部83将判断结果和区分出的小块Bs的数据输出给CPU 57。
当判断部83判定在当前图像帧的检查区域C中存在关注区域80时， CPU 57为胶囊内窥镜11选择特殊成像模式。当判断部83判定在当前图 像帧的检查区域C中不存在关注区域80时，CPU 57为胶囊内窥镜11选 择常规成像模式。以如上述相同的方式，每当数据收发器12从胶囊内窥 镜11接收了新的一帧图像数据时，数据收发器12重复成像模式选择处 理。
注意，即使在胶囊内窥镜ll被选择为特殊成像模式之后，仍重复上 述的成像模式选择处理。但是如果在特殊成像模式中得到的内窥镜图像 (图像数据)的成像区域A比检査区域更窄，则跳过剪切处理，该检查区 域也就是从D1到D2 (参见图7)的距离范围。
返回参见图5，在根据判断部作出的判定结果选择成像模式之后，根 据选择的成像模式，参照数据库68中的成像条件表87， CPU 57确定成 像条件縮放倍数(视野)、帧频率、曝光值(快门速度和光照量)。
如图10中所示，成像条件表87定义了常规成像模式的成像条件以 及特殊成像模式的成像条件，其中对于特殊成像模式准备了多个组的成 像条件，这是因为胶囊内窥镜11在特殊成像模式中逐步改变縮放倍数和 曝光值同时采集图像。作为帧频率F (fps:每秒的帧数)，对于特殊成像模式预设的Fb是 比对于常规成像模式预设的帧频率Fa更高的值。这样在特殊成像模式下 即使胶囊内窥镜11突然更快的移动，胶囊内窥镜11也将不会出现未能
采集到关注区域80的图像。高的帧频率Fb使得胶囊内窥镜11能在从关 注区域80进入物镜系统32的视野直到关注区域80离开该视野的阶段采 集到关注区域80更多的内窥镜图像，这样在逐步改变縮放倍数和曝光值 同时可采集到关注区域80的图像。对于常规成像模式低的帧频率Fa可 减少胶囊内窥镜11的能耗，还可减少从关注区域80的外面采集的内窥 镜图像的数目，也就是对于诊断非必要的图像的数目。
作为縮放倍数Z，对于常规成像模式的值Za被预设在广角侧，而为 了在特殊成像模式中获得关注区域80更大的图像，对于特殊成像模式的 值Zbl、 Zb2、 Zb3…被预设在长焦侧。此外，在特殊成像模式中，将缩 放倍数从长焦侧朝着广角侧逐步地改变，反之亦然。因此，无论在检查 区域C中是否存在关注区域80，至少可采集到处于最优的縮放倍数下的 关注区域80的图像，最优的缩放倍数也就是最大的图像放大倍数。
既然胶囊内窥镜11是在经过消化道10a的移动中采集图像，则有可 能在胶囊内窥镜11开始以特殊成像模式成像之前，关注区域80已经处 于物镜系统32的视野之外。因此，为了在特殊成像模式中提供比在常规 成像模式中更宽的视野，对于特殊成像模式的缩放倍数值ZM、 Zb2、 2&3...中的至少一个被设定为比对于常规成像模式的缩放倍数值Za更接 近广角终端。
根据快门速度S (1/sec)和光照量I来确定曝光值，该光照量由供给 照明光源38的驱动电流(mA)来控制。快门速度S和照明光量I在常 规成像模式中是固定的5 = &和/ = /"。另一方面，在特殊成像模式中， 快门速度S和照明光量I是逐步地增加5 =幼1，幼2,幼3... ， / = /W，/62,/W...。 由于胶囊内窥镜11是在经过消化道10a的移动中采集图像，入射到包括 关注区域80的主体上的光照条件随着胶囊内窥镜11的姿态变化而改变。 在逐步改变曝光值(快门速度S和光照量I)的情况下采集图像将使得至 少一个采集的图像的曝光条件适合。在常规成像模式中，快门速度S和 光照量I优选设定为比在特殊成像模式中更低的水平Sa和Ia，这是因为其可减少胶囊内窥镜11的能耗。
如图5中所示，CPU 57根据判断部的判断结果和成像条件表87来
选择胶囊内窥镜11的成像模式，并根据选择的成像模式决定成像条件。
然后，CPU 57将与确定的成像条件对应的控制命令输出到调制器电路 61。调制器电路61将控制命令调制为无线电波14b，并将其经收发器电 路75输出到天线20。因此，可将控制命令从数据收发器12无线地发送
到胶囊内窥镜11。
如图4所示，在胶囊内窥镜11的天线18上接收无线电波14b，其经 过收发器电路55和解调器电路51被解调为原始控制命令。将控制命令 输出到CPU 45，这样由控制命令指定的縮放倍数(视野)、帧频率、曝 光值(快门速度和光照量)被临时写入RAM47中。
成像驱动器48从RAM 47读取帧频率和快门速度，并控制成像装置 33和信号处理电路54，使得内窥镜图像是在由控制命令指定的帧频率和
快门速度下采集的。
透镜驱动器36从RAM 47读取缩放倍数，并通过移动第二透镜32f 调节物镜系统32的长度，使得内窥镜图像是在由控制命令指定的缩放倍 数下采集的。
照明装置驱动器53从RAM 47读取光照量，并控制提供给照明光源 38的驱动电流，使得内窥镜图像是在由控制命令指定的光照量下采集的。 因此，胶囊内窥镜11是在由控制命令指定的成像条件下采集内窥镜图像 的。
此外，在特殊成像模式中，为了逐步改变快门速度、縮放倍数以及 光照量，成像装置48、透镜驱动器36和照明装置驱动器53分别控制成 像装置33、信号处理电路54、第二透镜32f和照明光源38。
上面描述的一系列工作流程为(l)由胶囊内窥镜ll采集图像，(2) 将内窥镜图像发送给数据收发器12， (3)选择成像模式，(4)产生控制 命令，(5)将控制命令发送给胶囊内窥镜11，以及(6)基于控制命令控 制胶囊内窥镜11的各个部件的工作，其重复循环直至内窥镜检查结束时 将结束命令从数据收发器12发送给胶囊内窥镜11。与胶囊内窥镜11的 移动速度相比，这些工序的执行速度足够快。这样在关注区域80脱离胶囊内窥镜ll的视野之前， 一旦在常规成像模式中发现了关注区域80,就 将胶囊内窥镜11选择为特殊成像模式。
如图11中所示，工作站13的整个工作是在CPU 90的控制下的。CPU 90经由数据总线91与用于控制LCD 26的LCD驱动器92、用于在工作 站13和数据收发器12之间经USB连接器93进行中间数据交换的通信 接口 (I/F) 94、数据存储器95和RAM96相连。
数据存储器95存储从数据收发器12的关注图像数据存储部64b获 得的图像数据。数据存储器95还存储对于工作站13工作所需的各种程 序和数据、辅助医生作出诊断的软件程序、以及根据单个患者存储的诊 断信息。RAM 96临时存储那些从数据存储器95读取的数据，以及在各 种计算处理中产生的中间数据。当启动辅助软件时，例如在LCD26上显 示辅助软件的工作窗口。在这个窗口上，医生可通过操作操作部25显示 以及编辑一些图像，或者输入诊断信息。
现在，上述配置的胶囊内窥镜检查系统2的工作将参照图12进行介 绍。在内窥镜检查之前，医生给患者IO套上防护衬衫19、天线20以及 数据收发器12，然后打开胶囊内窥镜ll。
当患者10己经吞下胶囊内窥镜11并已准备好内窥镜检查时，胶囊 内窥镜ll以常规成像模式开始采集主体的图像，该主体也就是患者消化 道的内部。照明光源38照亮主体，通过物镜系统32在成像装置33的成 像表面上形成主体的光学图像，所以成像装置33输出与光学图像对应的 模拟图像信号。将该图像信号传递给信号处理电路54，经过相关双采样、 放大和模数转换将该图像信号转换为数字图像数据。参照图4如上面描 述的可将图像数据进行各种图像处理。
随着内窥镜检查的开始，多点测距传感器41开始多点测距，其中多 点测距传感器41将成像区域A划分为MxW矩阵的测距块B，并测量从 胶囊内窥镜11到测距块B的各个代表点P的距离。多点测距传感器41 将距离测量信号输出给距离信号转换电路49，其将距离测量信号转换为 距离信号，并将该距离信号输出到CPU 45。 CPU 45将作为多点距离信 息的成像区域A的所有代表点P的距离信号输出到调制器电路50。
在调制器电路50中将从信号处理电路54输出的数字图像数据和从
24CPU45输出的多点距离信息调制为无线电波14a。在收发器电路55中将 调制的无线电波14a放大并进行带通滤波，然后从天线18将该无线电波 14a发出。因此，将关于成像区域A的图像数据和多点距离信息从胶囊 内窥镜11无线地发送给数据收发器12，其中图像数据是从该成像区域A 上获得的。同时，附着到天线20的电场强度传感器21测量来自于胶囊 内窥镜11的无线电波14a的电场强度，并将测量结果输入数据收发器12 的位置检测器电路66中。
在数据收发器12的天线20上接收无线电波14a，经收发器电路75 将该无线电波14a提供给解调器电路62，解调器电路62将无线电波14a 解调为原始图像数据和多点距离信息。在图像处理器电路63中可对解调 的图像数据进行各种图像处理，并将其输出给图像分析器电路67和数据 存储器64。解调的多点距离信息被临时写入RAM60中。
位置检测器电路66根据电场强度传感器21的测量结果检测患者10 体内的胶囊内窥镜ll的当前位置，并将检测的当前位置作为成像位置数 据输出给数据存储器64。数据存储器64记录与来自于图像处理器电路 63的图像数据有关的成像位置数据。在常规成像模式中获得的图像数据 被存储在常规图像数据的存储部64a中。注意，存储在常规图像数据的 存储部64a中的图像数据可被进行适当的减小数据量的处理例如数据压 縮处理。
每当将从图像处理电路63得到的图像数据提供给图像分析器电路67 时，图像分析器电路67从RAM 60读取与图像数据对应的多点距离信息。 然后，包括剪切处理器81、图像特征值提取器82和判断部83的图像分 析器电路67执行成像模式选择处理，成像模式选择处理是如上面参考图 9所描述的(a)剪切出检查区域C的图像数据，(b)提取各个小块Bs 的图像特征值，(c)判断在检查区域C中是否存在任何关注区域80，以 及，如果存在一个关注区域，(d)区分出组成关注区域80的那些小块 Bs。
图像分析器电路67输出关于是否存在任何关注区域80的判断结果， 如果存在一个关注区域，则输出被区分的组成关注区域80的小块Bs的 数据。根据图像分析器电路67的判断结果，CPU 57选择出胶囊内窥镜11的成像模式，并根据选择的成像模式参考数据库68的成像条件表87
来确定成像条件，参见图10。然后，CPU57产生指定确定的成像条件的 控制命令，并将该控制命令输出给调制器电路61。调制器电路61将控制 命令调制为无线电波14b，经收发器电路75将其输出至天线20。因此， 可将控制命令从数据收发器12无线地发送给胶囊内窥镜11。
在胶囊内窥镜11的天线18上接收无线电波14b，经收发器电路55 和解调器电路51将无线电波14b解调为原始控制命令。然后，将控制命 令输出至CPU45。结果，由控制命令指定的成像条件，也就是帧频率、 縮放倍数和曝光值(快门速度和光照量)，被临时写入RAM47中。
成像驱动器48控制成像装置33和图像处理电路54，以致于在由控 制命令指定的帧频率和快门速度下采集内窥镜图像。透镜驱动器36控制 物镜系统32，以致于在由控制命令指定的縮放倍数下采集内窥镜图像。 照明装置驱动器53控制提供给照明光源38的驱动电流，以致于在由控 制命令指定的光照量下采集内窥镜图像。
因此，如果在以常规成像模式最新获得的内窥镜图像(图像数据帧) 的检查区域C中存在关注区域80，则胶囊内窥镜11启动以特殊成像模式 采集关注区域80的图像。具体地，在逐步改变缩放倍数和曝光值时，胶 囊内窥镜11以更高的帧频率采集关注区域80的图像。因此，至少一幅 采集的图像将细致地重现关注区域80。通过特殊成像模式得到的图像数 据被存储在数据收发器12的数据部64的关注图像数据的存储部64b中。
如果在检査区域C中不存在关注区域80，则胶囊内窥镜11继续以常 规成像模式采集图像。由于与特殊成像模式相比，在常规成像模式中保 -持较低水平的帧频率、快门速度和光照量，因此胶囊内窥镜ll的能耗被 降低。
当判断部83判定在以特殊成像模式得到的最新图像帧的检查区域C 中不存在关注区域80时，其意味着关注区域80已脱离胶囊内窥镜11的 视野。然后，数据收发器12产生用于将胶囊内窥镜11重设为常规成像 模式的控制命令，并将该控制命令无线地发送给胶囊内窥镜11。因此， 将胶囊内窥镜11从特殊成像模式转变为常规成像模式。
此后，如上面描述的相同工作(l)由胶囊内窥镜ll采集图像，(2)4)产生控制
命令，(5)将控制命令发送给胶囊内窥镜ll，以及(6)根据控制命令控
制胶囊内窥镜11的各个部件的工作，被重复循环直至内窥镜检査结束时
将结束命令从数据收发器12发送给胶囊内窥镜11。
为了完成内窥镜检査，将数据收发器12经USB线缆27与处理器24相连，从而将图像数据从数据收发器12的数据存储器64的关注图像数据的存储器64b中传输至处理器24。然后，医生操作操作部25以在LCD26上连续地显示关注区域80的精细的内窥镜图像来判读它们，该精细的内窥镜图像是在特殊成像模式下获得的。
如至此所描述的，在本实施例的胶囊内窥镜检查系统2中，将由胶囊内窥镜11在当前获得的每个内窥镜图像帧的检查区域C划分为小块Bs，将从一个小块Bs中提取的图像特征值与从其他小块Bs中提取的那些图像特征值进行比较，从而检査图像特征值的相对变化。根据相对变化，胶囊内窥镜检查系统2作出关于在检查区域C中是否存在任何关注区域80的判断。因此，胶囊内窥镜检查系统2在不需任何有关患者过去诊断的诊断信息或有关常规病例的病例信息下能准确确定关注区域80。此外，胶囊内窥镜检查系统2能识别出这样的损伤，即这样的损伤与病例信息中所示的损伤的常规图像不同。因为胶囊内窥镜检查系统2不需要诊断信息或病例信息，所以也不需要考虑在当前内窥镜检查中使用的内窥镜与获得诊断信息或病例信息中使用的内窥镜的差别。
现在介绍本发明的第二个实施例，其作出关于在检査区域C中是否存在任何关注区域的判断的方法不同于上述的第一个实施例。
如第一个实施例，第二实施例将当前图像帧的检査区域C划分为小块Bs，并从检査区域C的剪切的图像数据中提取小块Bs的图像特征值。然而，在第二实施例中，关于在检查区域C中是否存在任何关注区域80的判定是，根据最新或当前图像帧的小块Bs的图像特征值与在当前图像帧之前立即获得的之前的图像帧的小块Bs的图像特征值之间的相似度作出的。因为第二实施例可具有与第一实施例相同的结构，只在分析图像数据的方式上不同于第一实施例，所以第二实施例将参考用于第一实施例的相同附图进行介绍。在第二实施例的数据收发器12中，RAM 60或其他存储设备存储当
前图像帧的小块Bs的图像特征值以及之前图像帧的小块Bs的图像特征值，其通过图像分析器电路67的图像特征值提取器82提取。每当数据收发器12从胶囊内窥镜11新近接收了图像数据时，用从新的图像数据中提取的这些图像特征值替换之前图像帧的图像特征值。因此，RAM 60总是存储最新的和之前的图像帧的各自检查区域C的两组图像特征值。
图像分析器电路67从RAM 60读取图像特征值，从而计算当前图像帧的每个小块Bs与之前图像帧对应的小块Bs之间的图像特征值中的差值。例如，对应的小块Bs是指定位在之前图像帧的检査区域C中与当前图像帧的一小块Bs处于相同位置(坐标位置)的小块。判断部检査任意一个算出的差值是否达到或超出预定的阈值。也就是说，判断部检查当前图像帧的检查区域C中是否存在这种小块Bs，即这种小块具有与之前图像帧的对应小块Bs所具有的不同的图像特征值。
当算出的差值没有达到或超出阈值时，判断部判定在当前图像帧的检查区域C中包含的图像部分与之前图像帧的检查区域C中包含的图像部分相似。然后，如果判断部已经判定在之前的图像帧的检查区域C中没有关注区域80，则判断部判定在当前的图像帧的检查区域C中也没有关注区域80。相反地，如果判断部己经判定在之前的图像帧的检查区域C中存在关注区域80，则判断部判定在当前的图像帧的检査区域C中也存在关注区域80。这意味着，关注区域80存在于在当前图像帧的检査区域C中的位置(小块Bs)与在之前图像帧的检查区域C中的位置(小块Bs)相同。这样例如当胶囊内窥镜ll在消化道10a中停滞时，或当损伤(关注区域80)延续超出大面积的消化道10a时，也可以得到结果。
另一方面，当某些算出的差值达到或超出阈值时，判断部判定当前图像帧具有的一些小块Bs，其图像特征值不同于之前图像帧的相同小块Bs的这些值，同时在当前图像帧的检查区域C中包含的图像部分与之前图像帧的检查区域中包含的图像部分是不相似的。因此，如果判断部己经判定在之前图像帧的检查区域C中没有关注区域80，则判断部判定在当前图像帧的检查区域C中存在关注区域80。这样，具有改变了的图像特征值的那些小块Bs可被认为组成了关注区域80。相反地，如果判断部
28已经判定在之前图像帧的检查区域C中存在关注区域80，则认为在当前图像帧中可能不存在关注区域80，或者在当前图像帧中可能存在损伤或
关注区域80，但是其存在于与之前图像帧的关注区域80不同的位置或者具有不同轮廓。因此，在这种情况下，优选地根据当前帧的小块Bs之间的图像特征值的相似性检査在当前帧的检査区域C中是否存在任何关注区域，该检查是以第一实施例所介绍的相同方法完成的。
注意只在当前图像帧是以与之前图像帧相同的成像模式获得的时，才可采用根据第二实施例的判断方法。如果当前图像帧是以常规成像模式获得，而之前图像帧是以特殊成像模式获得，或者相反的情况，则由于縮放倍数和曝光值的不同，当前图像帧的品质是不同于之前图像帧的。因此，通过将以相互不同的成像模式获取的当前和之前的图像帧进行比较是很难区分出关注区域80的。在这种情况下，关于关注区域80是否存在的判断应根据第一实施例的方法作出。
将判断部的判断结果提供给CPU 57。 CPU 57根据当前图像帧的检查区域C中是否存在任何关注区域80来选择胶囊内窥镜11的成像模式，其是以上述的方法进行的。
接下来，参照图13来介绍第二实施例的成像模式选择处理。当内窥镜检查开始时，胶囊内窥镜11是以常规成像模式开始采集对象的图像，还启动了多点测距。因此，胶囊内窥镜ll将采集的图像的图像数据和多点距离信息连续地无线地发送到数据收发器12。当数据收发器12接收第一图像帧的图像数据时，剪切处理器81将图像数据片段从检查区域C中剪切下来，且图像特征提取器82提取出小块Bs的各自图像特征值，其是以根据第一实施例描述的方式进行的。提取的第一图像帧的小块Bs的图像特征值被写入RAM 60中。
对于第一或初始图像帧，关于在检查区域C中是否存在任何关注区域80的判断优选地是根据第一实施例的方法作出。注意，下面的介绍是基于假设在第一图像帧的检查区域C中没有关注区域80。
在第二或下一个图像帧的检查区域C的所有小块Bs的图像特征值被写入RAM 60中之后，判断部从RAM 60中读取第二和第一图像帧的图像特征值，从而计算第二或当前图像帧的每个单独小块Bs与第一或之前图像帧的对应小块Bs之间的图像特征值中的差值。
当算出的差值没有一个达到或超出阈值时，则判断部判定在当前或第二图像帧的检査区域C中包含的图像部分与之前或第一图像帧的检查区域中包含的图像部分相似。由于在第一图像帧的检査区域C中没有关注区域80，所以判断部判定在第二图像帧的检査区域C中不存在关注区
域80。
另一方面，当某些算出的差值达到或超出阈值时，判断部判定第二图像帧包含的这样一些小块Bs，其图像特征值不同于第一图像帧的相同小块Bs的那些特征值。那么，因为在第一图像帧的检查区域C中没有关注区域80，所以判断部判定在第二图像帧的检查区域C中存在关注区域80，并将那些具有变化的图像特征值的小块Bs区分出来，这样的小块组成了关注区域80。
判断部将判断结果和区分出的小块Bs的数据输出到CPU 57。CPU 57根据第二图像帧的检查区域C中是否存在任何关注区域80来选择胶囊内窥镜ll的成像模式。
对于接下来的图像帧，每当数据收发器12从胶囊内窥镜11接收到新图像帧的图像数据时，判断部计算第Nth个或当前图像帧的各个小块Bs和第(N-lf个或之前图像帧的对应的各个小块Bs之间的图像特征值的差值，根据算出的差值，以上述相同的方式来判断检査区域C中是否有关注区域80。
如上所述，如果在判定在之前或第(N-lf个图像帧的检查区域C中存在关注区域80之后， 一些计算出的差值达到或超出阈值，判断部83根据第一实施例的方法作出关于在当前或第Nth个图像帧的检査区域C中是否存在任何关注区域80的判断。同样地，当第Nth个图像帧和第(N-l)th个图像帧是以彼此不同的成像模式得到的时，关于第Nth个图像帧的检查区域C中是否存在任何关注区域80的判断是根据第一实施例的方法作出的。
如至此所描述的，根据第二实施例，关于在当前图像帧的检查区域C中是否存在任何关注区域80的判断是通过将当前图像帧与之前图像帧进行比较作出的，其比较是关于在当前图像帧中是否存在任何小块Bs，其图像特征值不同于在之前图像帧中的对应小块Bs所具有的这些特征值。
因此，第二实施例能达到与根据第一实施例所述的相同的效果。
接下来，将介绍本发明的第三实施例。虽然所描述的第一和第二实施例是假设胶囊内窥镜11的物镜系统32的光轴35被固定在与胶囊内窥镜11的纵向平行的方向上，但本发明不限于这种结构。根据第三实施例，
当检测到关注区域80时，将物镜系统32的光轴35转向朝着关注区域80的方向，并将胶囊内窥镜ll转变到特殊成像模式。
为了改变光轴35的方向，如图14中所示，胶囊内窥镜ll配备有贝亡存盒98以及用于贮存盒98的摇摆机构99，贮存盒98内包含物镜系统32、成像装置33、照明光源38、多点测距传感器41以及其他对于成像所必需的部件。摇摆机构99摇摆贮存盒98，以在适合方向上使物镜系统32的光轴35倾斜。因为是现有技术中众所周知的，所以将省略摇摆机构99的介绍。
参照图8所描述的，当判定在检查区域C中存在关注区域80时，区分出组成关注区域80的小块Bs。于是，需确定关注区域80偏离检查区域C中心多少以及在什么方向上偏离，检查区域C的中心也就是成像区域A的中心，其在常规成像模式中物镜系统32的光轴35上。
例如，通过图像分析器电路67，可确定关注区域80从检查区域C的中心偏离的方向和数量。对于偏离量，可检测从中心到关注区域80的小块Bs或块B的数量。根据偏离量，图像分析器电路67确定出光轴35从在常规成像模式中的位置朝向关注区域80倾斜的角度。可通过测量预先设定光轴35基于关注区域80的偏离量的倾斜角度。
当光轴35的倾斜角度和方向被确定时，数据收发器12的CPU 57根据光轴35的倾斜角度和方向、以及成像条件产生控制命令，光轴35的倾斜角度和方向在下文中称作为光轴调节信息，成像条件参照第一实施例所述的方式确定。控制命令被无线地发送至胶囊内窥镜11，这样胶囊内窥镜11的CPU 45根据作为控制命令所接收的光轴调节信息来控制摇摆机构99以摇摆贮存盒98，从而使得物镜系统32的光轴35倾斜。由此，物镜系统32的方向是朝向关注区域80。
如图15中所示，与在常规成像模式中的视野R1(如虚线所示)相比，在特殊成像模式中通过将物镜系统32的光轴35指向关注区域80，物镜 系统32获得相当窄的视野R2，如实线所示。因此，在特殊成像模式中， 胶囊内窥镜11将关注于关注区域80采集图像。结果，相对于在第一实 施例中获得的关注区域80的内窥镜图像，可以获得放大得更大的且更详 尽的关注区域80的内窥镜图像。
接下来将介绍本发明的第四实施例。虽然在第一和第二实施例中使 用的胶囊内窥镜11仅在前壳30—侧具有物镜系统32、成像装置33、照 明光源38以及多点测距传感器41，但本发明不限于这些实施例。例如， 如图16中所示，除了在其前壳30—侧的物镜系统32、成像装置33、照 明光源38以及多点测距传感器41以外，胶囊内窥镜100在其后壳101 一侧还具有物镜系统102、成像装置103、照明光源104以及由光电发射 体单元105和光电传感器单元105b组成的多点测距传感器105。无疑， 前壳30和后壳101都是透明的。物镜系统32和102、成像装置33和103、 照明光源38和104、以及多点测距传感器41和105分别具有与第一实施 例所述的相同结构。因此，这些元件的描述将省略。由106表示物镜系 统102的光轴。
具有处于对立侧的成像装置33和103，胶囊内窥镜100经这些成像 装置33和103中的一个采集图像在胶囊内窥镜100的移动方向上面对 前方的一个采用常规成像模式，而在胶囊内窥镜100的移动方向上面对 后方的另一个采用特殊成像模式。
接下来的介绍是基于这样的假设，即胶囊内窥镜IOO是经消化道10a 在基本平行于光轴35和106的方向上移动，且胶囊内窥镜100可使得它 的前壳30向前移动或者使得它的后壳101向前移动。通过设置在胶囊内 窥镜100中的移动方向检测器或姿态传感器107检测胶囊内窥镜100是 使得它的前壳30向前移动还是使得它的后壳101向前移动的。移动方向 检测器107可以是例如单轴加速度器。移动方向检测器107的检测结果， 在下文中称之为移动方向数据，与图像数据和多点测距信息一起被依次 发送给数据收发器12。在下文中，我们将给出说明，胶囊内窥镜100当 其前进为其前壳30朝着前方时即在第一方向Sl上的移动，当其前进为 其后壳101朝着前方时即在第二方向S2上的移动，如图16中的箭头所指。
不用移动方向检测器107时，可根据由成像装置33或103依次获得
的内窥镜图像中跟随时间的变化来检测胶囊内窥镜ioo的移动方向。因
为现有技术中众所周知，因此将省略检测胶囊内窥镜的移动方向的处理。
根据来自于移动方向检测器107的移动方向数据，数据收发器12的 CPU 57 (参见图5)产生控制命令用于驱动成像装置33以在常规成像模 式下采集主体的图像，此时胶囊内窥镜100是在第一方向S1上移动。另 一方面，当胶囊内窥镜100是在第二方向S2上移动时，数据收发器12 的CPU 57 (参见图5)产生控制命令用于驱动成像装置103以在常规成 像模式下采集主体的图像。在此同时，CPU57产生另外的控制命令用于 中断在胶囊内窥镜100的移动方向上处于后方的成像装置成像。由CPU 57产生的控制命令被无线地发送到胶囊内窥镜100。这样，在移动方向 上处于前方的成像装置以常规成像模式采集主体的图像，而后方的成像 装置停止成像。
因此，如图17A中所示，当胶囊内窥镜100在第一方向Sl上移动时， 成像装置33以常规成像模式釆集主体的图像，并将图像数据、多点距离 信息以及移动方向数据从胶囊内窥镜100无线地发送至数据收发器12。 以根据上面实施例所述的相同方式，数据收发器12的图像分析器电路67 判断在当前图像帧的成像区域A的检查区域C中是否存在任何关注区域 80。注意，Rf和Rb代表物镜系统32和物镜系统102的各自视野。
在图像分析器电路67判定在检查区域C中存在关注区域80之后， 数据收发器12的CPU57判断关注区域80是否进入物镜系统102的视野 Rb，如图17B中所示。关于关注区域80是否进入物镜系统102的视野 Rb的判断可通过任何适合的方法完成。
例如，根据由多点测距得到的多点距离信息，当已获得当前图像帧 时，CPU 57测量胶囊内窥镜100与此刻的关注区域80之间的距离"d"，该 多点距离信息与图像数据一起己经被发送至数据收发器12。之后，当胶 囊内窥镜100在方向Sl上移动距离"d"时，胶囊内窥镜100进入围绕关 注区域80的范围。之后，当胶囊内窥镜100在方向Sl上进一步移动一 给定距离"Ac/"时，关注区域80进入物镜系统102的视野Rb，其中"/w"比胶囊内窥镜100的整个长度更长且根据单个胶囊内窥镜变化，这样距 离"/W"可通过测量预先确定。综上所述，当胶囊内窥镜100在方向Sl上 移动距离'V + A,时，因为判定由成像装置33获得的图像帧中存在关注
区域80，所以关注区域80将进入物镜系统102的视野Rb。
在胶囊内窥镜100使用加速器来作为移动方向检测器107的情况下， 关于胶囊内窥镜100的加速度的信息被无线地发送给数据收发器12。数 据收发器12的CPU 57根据由胶囊内窥镜100的加速器得到的加速度信 息来计算胶囊内窥镜100的移动距离，从而当胶囊内窥镜100在成像装 置33的视野中发现了关注区域80后移动了距离'V + ^w"时，判定关注区 域80进入物镜系统102的视野Rb中。
可选择地，当判定在成像装置33的当前成像区域A的检査区域C 中存在关注区域80时，可开始驱动成像装置103处于常规成像模式，且 在图像分析器电路67中分析通过成像装置103得到的每个图像帧，以采 用与上述相同的方式检测在图像帧的检查区域C中是否存在关注区域 80。当在检査区域C中发现了关注区域80时，CPU57判定关注区域80 进入物镜系统102的视野Rb。
当判定关注区域80进入物镜系统102的视野Rb时，数据收发器12 的CPU 57产生控制命令用于驱动成像装置103从而在特殊成像模式下釆 集关注区域80的图像。特殊成像模式中的成像条件的确定与第一实施例 中的方式相同。将控制命令从数据收发器12无线地发送至胶囊内窥镜 100。这样，成像装置103在特殊成像模式下采集关注区域80的图像。
当胶囊内窥镜IOO在第二方向S2上移动时，在第四实施例中执行上 述相同的操作，除了将成像装置33 (物镜系统32)和成像装置103 (物 镜系统102)彼此互换了角色，因此将省略这些情况的介绍。
虽然第四实施例已介绍了含有在壳体30和101前后侧上的成像装置 33和103的相关胶囊内窥镜IOO，但本发明还可采用这种胶囊内窥镜109， 其可在胶囊内窥镜109的横向上采集主体的光学图像，如图18中所示。 胶囊内窥镜109具有安装在其中部的成像单元113和设置在物镜系统111 后面的成像装置112，该成像单元113由其光轴110垂直于内窥镜109纵 向的物镜系统111组成。像上述实施例一样，胶囊内窥镜109还含有在
34其前侧的物镜系统32和成像装置33，尽管其没在图18中显示。物镜系
统32具有与胶囊内窥镜109纵向一致的光轴35。
虽然其没在附图中显示，但胶囊内窥镜109配备有用于将成像单元 113围绕胶囊内窥镜109纵轴转动的旋转机构。因此，物镜系统111的光 轴110可围绕光轴35旋转360度。物镜系统111和成像装置112具有与 物镜系统32和成像装置33相同的结构。
胶囊内窥镜109被控制通过成像装置33以常规成像模式来采集主体 的图像，且在数据收发器12中执行关于在当前图像帧的检查区域C中是 否存在任何关注区域80。当判定在检查区域C中存在关注区域80，数据 收发器12的CPU 57开始检查关注区域80是否进入物镜系统111的视野 Rs中，其是根据第四实施例所述的相同的方式进行的。
当CPU 57判定关注区域80进入物镜系统111的视野Rs中，CPU 57 产生用于促使物镜系统111的光轴110转到朝向关注区域80的方向上的 控制命令，和用于驱动成像装置112从而在特殊成像模式下采集图像的 控制命令。将这些控制命令从数据收发器12无线地发送至胶囊内窥镜 109，这样成像单元113围绕胶囊内窥镜109的纵轴被旋转到朝向关注区 域80的光轴110的方向，之后数据收发器12以特殊成像模式采集关注 区域80的图像。代替将成像单元113 (光轴110)围绕胶囊内窥镜109 的纵轴(光轴35)旋转，对于物镜系统111可采用具有360度视角的全 景透镜。
还可采用这样的胶囊内窥镜，即配备有如同图18的胶囊内窥镜109 的物镜系统111和成像装置112，以及如同图16的胶囊内窥镜100的物 镜系统32和102以及成像装置33和103。也就是，可采用具有三个成像 装置分别在胶囊内窥镜的移动方向的前面、侧面和后面的这样的胶囊内 窥镜，其是以这种方式来采集关注区域的图像，即前面的成像装置是以 常规成像模式驱动，而其他的成像装置是以特殊成像模式驱动。
在上述的实施例中，数据收发器12执行图像分析或者关于内窥镜图 像的检查区域中是否存在任何关注区域的判断，并产生控制命令。然而， 本发明不限于这些实施例，而是图像分析和控制命令的产生也可在胶囊 内窥镜内执行。图19显示了能完成图像分析和产生控制命令的这种胶囊内窥镜116的实例。
该116基本上具有与第一实施例的胶囊内窥镜11相同的结构，但116
还配备有图像分析器电路117和存储器118。 117和存储器118分别具有 与第一实施例的数据收发器12的图像分析器电路67和数据库68相同的 功能。117具有与数据库68包含的相同的成像条件表87。注意，116配 备有与ll所含相同的元件，所以在图19中省略了其中一些诸如ROM 46、 RAM47以及电源电路52。
117从信号处理电路54获得图像数据，从CPU 45获得多点距离数 据。117执行如上所述的根据第一和第二实施例的成像模式选择处理 (a)剪切出检查区域C的图像数据，(b)提取小块Bs的各个图像特征值，
(c) 判断在检査区域C中是否存在任何关注区域80，以及，如果有一个，
(d) 区分出组成关注区域80的那些小块Bs。 117将判断结果输出至CPU 45。根据图像分析器电路117作出的判
断结果，CPU45选择胶囊内窥镜116的成像模式，并参考存储器118的 成像条件表87根据选择的成像模式来决定成像条件。然后，CPU 45产 生控制命令用于指定确定的成像条件，根据控制命令控制116的各个部 件。在这个实施例中，116将无线电波14a发送至外部装置，例如数据收 发器，而不接收来自于外部装置的无线电波14b。
还可这样配置工作站13，即工作站13的处理器120进行图像分析， 并代替第一实施例或116的数据收发器12而产生控制命令。在这个实施 例中，如图20所示，数据收发器121与工作站13的处理器120无线地 连接。于是，(1)胶囊内窥镜ll将图像数据和多点距离信息以无线电波 14a的方式发送至121，以及(2)将图像数据和多点距离信息以无线电 波14c的方式从121发送至120。这样，120分析图像数据以及产生控制 命令，以及(3)将控制命令以无线电波14d的方式从工作站13发送至 121，然后(4)将控制命令以无线电波14b的方式从121发送至11。
也就是说，121将图像数据和多点距离信息从11传递或传输至13， 也可将控制命令从13传递到11。为此，121配备有天线122和收发器电 路123，其具有多数据通信(multi-data-communication)的能力。在122 上接收来自于11的无线电波14a，且该无线电波14a是经123提供给解调器电路62，从而将其解调为原始图像数据和多点距离信息。在图像处 理电路63中处理完图像数据之后，在调制器电路61中将处理了的图像
数据和多点距离信息调制到无线电波14c。注意，没有处理的图像数据也 可能被调制到无线电波14c。经123将无线电波14c提供给122，这样将 图像数据和多点距离信息从121无线地发送至120。
经123将在122上接收的来自于120的无线电波14d提供给解调器 电路62。在解调器电路62将无线电波14d解调为原始控制命令之后，调 制器电路61立即将控制命令调制为无线电波14b。经123将无线电波14b 输出至122，这样将控制命令从121无线地发送至11。
120通过天线125与121交换数据，该数据包括图像数据、多点距离 信息以及控制命令。除了根据图11所述的那些部件，即包括CPU90、 LCD驱动器92以及数据存储器95以夕卜，120还具有收发器电路126、解 调器电路127、图像分析器电路129、数据库130以及调制器电路131。
129具有与第一实施例的图像分析器电路67的相同功能。数据库130 与第一实施例的12的数据库68对应，且可存储成像条件表87。当从解 调器电路127得到图像数据和多点距离信息时，129执行根据图像分析器 电路67所述的成像模式选择处理。
将通过129得到的判断结果和其他数据输出至CPU90。根据判断结 果，CPU 90参考数据库130的成像条件表87产生控制命令，并将控制 命令输出给调制器电路131。
调制器电路131将控制命令调制进无线电波14d，经过126将无线电 波14d输出到天线125，这样将表示控制命令的无线电波14d从120发送 至121。
采用上述的方式经由121将控制命令无线地发送至11。然后，11在 由控制命令指定的成像模式下采集图像。13具有执行图像分析和产生控 制命令的功能是有助于将数据收发器121制作的更紧凑，并最小化胶囊 内窥镜。
虽然上述实施例是在数据收发器、胶囊内窥镜和处理器的一个之中 执行图像分析和产生控制命令的，但这些实施例并不是限制本发明的。 可以使得所有的数据收发器、胶囊内窥镜以及处理器都具有用于执行图像分析和产生控制命令的功能，这样可选择它们中的一个来执行这种功 能。
在第一实施例中，关于在当前图像帧的检查区域C中是否存在任何 关注区域80的判断是基于检查区域C的各个小块Bs之间的相似度作出 的，其是通过将邻接小块Bs的图像特征值进行比较而检测出的。另一方
面，在第二实施例中，关于在当前图像帧的检査区域C中是否存在任何
关注区域80的判断是基于当前图像帧的检査区域C与之前图像帧的检 查区域C之间的相似度作出的，其是通过将当前图像帧的每个小块Bs 的图像特征值与之前图像帧的对应的小块Bs的那些特征值进行比较而检 测出的。连续地以及同时地执行第一实施例的判断步骤和第二实施例的 判断步骤是可能的。因此，关于关注区域80是否存在的判断将更精确。 虽然上述实施例在特殊成像模式中逐步改变缩放倍数和曝光值来连 续地采集关注区域80的图像，但本发明并不限于这些实施例，而是可能 逐步改变成像条件的其他因素。例如，改变聚焦位置或照明光源的类型 或数目是可能的。于是，成像装置可以至少在合适的聚焦条件或合适的 光照条件下采集关注区域80的图像至少一次。因此，将获得关注区域80
的高品质的内窥镜图像。
在第一实施例中作出关于是否存在这种小块Bs的判断，即这种小块
的图像特征值与其他小块Bs的图像特征值具有较大变化，其是通过将邻 接小块Bs的每一对之间的图像特征值的差值与阈值进行比较得出的。然 而，本发明不限于这种方法，任何其他的相似度判断的方法都可用来判 断是否存在与其他小块相比具有不同的图像特征值的小块Bs。例如，可
通过计算差值的平方和来计算出邻接小块之间的图像特征值的相似度， 并将相似度与预定的阈值比较。同样的方法用于第二实施例。
虽然，第二实施例是根据当前和之前图像帧的各自检查区域C的对 应小块Bs之间的图像特征值的相似性，而作出关于在当前图像帧的检查 区域C中是否存在任何关注区域80的判断，但本发明不限于这种方法。 其可选择根据从当前图像帧的剪切出的图像数据和之前图像帧的剪切出 的图像数据中提取的图像特征值，来计算当前和之前图像帧的各自检查 区域之间的相似度。还可根据从当前和之前图像帧的图像数据中分别提取的图像特征值，来计算当前和之前图像帧之间的相似度。
虽然，关于是否存在任何关注区域80的判断是关于在第一和第二实
施例中的当前图像帧的检査区域C作出的，但其也可跨越当前图像帧的
整个成像区域A来检查是否存在关注区域80。
虽然所示的胶囊内窥镜是通过改变光学透镜系统的焦距来改变缩放
倍数的，但其也可以电学方式改变縮放倍数。当以电学方式改变缩放倍
数时，其可通过以电学方式改变内窥镜图像的放大倍数使得胶囊内窥镜
的视野可变，其是经过处理由成像装置33得到的图像信号来以电学方式
改变内窥镜图像的放大倍数。
在上述实施例中，仅当判定在当前图像帧的检查区域c中存在关注
区域80时，胶囊内窥镜改变为特殊成像模式。然而，其可在预定的间隔 处，也就是周期性地或每移动一定距离，将胶囊内窥镜选择为特殊成像 模式。
参见图3，虽然在上述实施例中成像区域A的多点测距是通过有源 多点测距传感器41完成的，但本发明不限于这种方法。例如，可采用JPA 2003-037767中已知的多焦点(multi-focus)多点测距(multi-point ranging) 方法，其中在聚焦透镜的位置从远至近改变的同时，检测对于成像区域A 的每个测距块B最优的聚焦位置，并通过测得的聚焦位置估算到各个测 距块B的距离。对于胶囊内窥镜还可采用如JPA 2007-151826或JPA 2006-093860中已知的立体类型(stereo-type)的多点测距(multi-point ranging)方法，其中胶囊内窥镜含有至少两组具有平行的光轴的物镜系 统，以及被设置在各个透镜系统后面的成像装置，这样根据由这些成像 装置同时采集的图像之间的视差来检测到各个测距块B的距离。
因此，本发明不限于上述实施例，而相反地，各种变型将是不脱离 在此所附的权利要求书的范围的。
权利要求
1. 一种胶囊内窥镜检查系统，包括胶囊内窥镜，其可被测试体吞下，所述的胶囊内窥镜包括成像装置以采集测试体内部的内窥镜图像，以及用于无线地发送内窥镜图像的发送器；可携带的装置，其可由测试体携带，所述可携带的装置包括用于从所述胶囊内窥镜接收内窥镜图像的接收器以及用于储存接收到的内窥镜图像的数据存储器；信息管理装置，用于存储和管理从所述可携带装置传输的内窥镜图像；以及判断装置，其在通过所述成像装置获得每幅内窥镜图像之后立即分析每幅内窥镜图像，从而根据所述内窥镜图像是否包含任何关注区域的分析结果来进行判断，该关注区域具有与周围区域不同的图像特征，所述判断装置至少被安装在所述胶囊内窥镜、所述可携带的装置和所述信息管理装置的一个中。
2. 根据权利要求l所述的胶囊内窥镜检查系统，进一步包括 控制命令产生器，其根据所述判断装置的判断结果，产生用于控制所述胶囊内窥镜的各个元件工作的控制命令，所述控制命令产生器至少被安 装在所述胶囊内窥镜、所述可携带的装置和所述信息管理装置的一个中； 以及工作控制器，其被安装在所述胶囊内窥镜中，用于根据所述控制命令 控制所述胶囊内窥镜的各个元件的工作。
3. 根据权利要求1所述的胶囊内窥镜检查系统，其中所述判断装置将 每幅内窥镜图像划分为多个部分，检查这些部分之间的相似性，当一些部 分具有比所述内窥镜图像的其他部分相对低的相似性时，判定在所述内窥 镜图像中存在关注区域。
4. 根据权利要求3所述的胶囊内窥镜检查系统，其中所述判断装置检 测来自于各个部分的图像特征值，计算各个部分之间的图像特征值的差 值，并将计算出的差值与预定阈值进行比较来估算部分之间的相似性。
5. 根据权利要求1所述的胶囊内窥镜检查系统，其中所述判断装置检查从所述胶囊内窥镜得到的最新的内窥镜图像与直接在其之前从所述胶 囊内窥镜得到的先前图像之间的相似性，如果最新的内窥镜图像与先前图 像不相似且所述判断装置已判定在先前图像中不存在关注区域时，或者如 果最新的内窥镜图像与先前图像相似且所述判断装置己判定在先前图像 中存在关注区域时，则判定在最新的内窥镜图像中存在关注区域。
6. 根据权利要求5所述的胶囊内窥镜检査系统，其中所述判断装置将 每幅内窥镜图像划分为多个部分，估算最新的内窥镜图像的部分与先前图 像的对应部分之间的相似性，当一些部分具有比先前图像的对应部分相对 低的相似性时，判定最新的内窥镜图像与先前图像不相似。
7. 根据权利要求6所述的胶囊内窥镜检査系统，其中所述判断装置检测来自于最新和先前的内窥镜图像各个部分的图像特征值，计算最新内窥 镜图像的每个单个部分与先前图像对应的部分之间的图像特征值的差值， 通过将计算出的差值与预定的阈值进行比较来估算最新的和先前图像每 一对对应部分之间的相似性。
8. 根据权利要求1所述的胶囊内窥镜检査系统，其中所述胶囊内窥镜包括多点测距装置，用于测量从所述胶囊内窥镜到在所述成像装置的当前 成像区域中的主体的多个点的距离，以及所述判断装置执行剪切处理，用 于根据所述多点测距装置测量的距离来切割每幅内窥镜图像的受限的主 体距离范围的区域，并分析所述内窥镜图像的所述区域的图像数据来判断 在所述区域中是否存在任何关注区域。
9. 根据权利要求2所述的胶囊内窥镜检査系统，其中当所述判断装置 判定不存在关注区域时，所述控制命令产生装置产生以常规成像模式驱动 所述胶囊内窥镜的第一控制命令，而当所述判断装置判定有关注区域时， 所述控制命令产生装置产生以特殊成像模式驱动所述胶囊内窥镜的第二 控制命令，这样所述胶囊内窥镜可以用所述特殊模式采集关注区域的详细 图像。
10. 根据权利要求9所述的胶囊内窥镜检查系统，其中在所述特殊成 像模式中比在所述常规成像模式中更宽地改变成像条件的同时，所述胶囊 内窥镜被驱动，从而以更高的帧频率采集图像。
11. 根据权利要求9所述的胶囊内窥镜检查系统，其中当判定存在关 注区域之后，所述判断装置在所述成像装置的成像区域内检测关注区域的位置，且所述控制命令产生装置产生所述第二控制命令以包括关于关注区 域的检测位置的信息，而所述胶囊内窥镜包括机构，该机构用于根据所述 第二控制命令将所述成像装置的光轴指向在所述特殊成像模式中的关注 区域。
12. 根据权利要求2所述的胶囊内窥镜检查系统，其中所述胶囊内窥 镜包括至少两个彼此面对不同方向的成像装置，以及用于检测所述胶囊内 窥镜的姿态和移动方向的方向传感器，并且其中所述控制命令产生器根据 检测的所述胶囊内窥镜的姿态和移动方向来确定所述成像装置各自面对 的方向，并产生以常规成像模式驱动所述成像装置中向前的一个的第一控 制命令，该所述成像装置中向前的一个在移动方向上当前是面向前方的， 当所述判断装置判定由所述前向成像装置采集的内窥镜图像中存在关注 区域时，所述控制命令产生器产生第二控制命令，用于以特殊成像模式驱 动除了所述前向成像装置以外的其他成像装置中的至少一个，以采集关注 区域的详细图像。
13. 根据权利要求12所述的胶囊内窥镜检査系统，其中在所述特殊成 像模式中比在所述常规成像模式中更宽地改变成像条件的同时，所述胶囊 内窥镜被驱动，从而以更高的帧频率采集图像。
14. 根据权利要求2所述的胶囊内窥镜检查系统，其中将所述判断装置和所述控制命令产生器安装在所述可携带的装置中，且所述可携带的装 置包括用于将所述控制命令无线地发送至所述胶囊内窥镜的发送器。
15. 根据权利要求2所述的胶囊内窥镜检査系统，其中将所述判断装 置和所述控制命令产生器安装在所述信息管理装置中，且所述信息管理装 置包括用于将所述控制命令从所述控制命令产生器无线地发送至所述可 携带的装置的发送器，而所述可携带的装置包括在接收到来自于所述胶囊 内窥镜的内窥镜图像之后用于将内窥镜图像无线地发送至所述信息管理 装置、以及在接收到来自于所述信息管理装置的所述控制命令之后用于将 所述控制命令无线地发送至所述胶囊内窥镜的发送器。
16. —种控制由测试体吞下的胶囊内窥镜工作，以采集测试体内部的 内窥镜图像以及无线地输出内窥镜图像的方法，其中所述方法包括以下步骤在所述胶囊内窥镜获得每幅内窥镜图像之后立即分析每幅内窥镜图像；通过所述分析步骤得到的结果判断所述内窥镜图像是否包含任何关 注区域，该关注区域具有与周围区域不同的图像特征；产生控制命令，该控制命令用于根据所述判断步骤的结果来控制所述 胶囊内窥镜的各个元件的工作；以及根据所述控制命令控制所述胶囊内窥镜的各个元件的工作。
全文摘要
胶囊内窥镜采集当其穿过患者的消化道时来自成像区域的图像，同时，测量到成像区域的多点的主体距离。胶囊内窥镜将采集到的图像和关于多点距离的信息无线发送至患者携带的数据收发器。根据多点距离信息，在成像区域中确定受限的距离范围的检查区域，并将检查区域划分为多个小块。从每个单个小块的图像数据中提取图像特征值，并将其与其他小块的图像特征值进行比较，以检查小块间的相似性。那些与其他小块不太相似的小块可被视为其组成了关注区域，诸如损伤。
文档编号A61B1/00GK101543393SQ20091013879
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月20日 优先权日2008年3月21日
发明者大谷健一, 清水邦政, 金城直人 申请人:富士胶片株式会社