多流图像译码装置和方法

专利名称：多流图像译码装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于胃肠(GI，gastro-intestinal)道(tract)成像的可吞咽胶囊相 机。具体地，本发明涉及这样的胶囊相机其将多个视频数据流提供至用于存储的多个接收 单元，从该多个接收单元可以获得数据流以用于译码和分析。
背景技术：
现有技术中已知用于在体内(in vivo)对体腔或通道进行成像的设备，该设备包 括内窥镜和自主封装的相机。内窥镜是通过体孔或通过外科开口而穿入身体(通常经由嘴 穿入食道或者经由直肠穿入结肠)的柔性或刚性管。使用透镜在远端拍摄图像，并且通过 透镜中转系统或通过相干的光纤束将图像数据传送到身体外部的近端。在构思上类似的仪 器例如可使用CCD或CMOS阵列在远端电子地记录图像，然后将图像数据通过电信号经由线 缆传输至近端。内窥镜是允许经由其视野进行物理控制的仪器，并且是得到广泛接受的诊 断工具。然而，内窥镜具有大量限制，给病人带来风险，对于病人来说是侵入性的且不舒适。 这些医疗过程的代价限制了其作为常规体检工具的应用。由于难以横贯纡曲的通道，因此内窥镜不能达到小肠的大部分，并且需要增加成 本的特定技术和预防措施以抵达整个结肠。内窥镜的风险包括可能的横贯身体器官的穿孔 以及源自麻醉的并发症。而且，必须在医疗过程期间的病人疼痛以及与麻醉相关联的健康 风险和后续医疗过程的简歇时间(down time)之间进行折中。内窥镜是涉及来自于临床大 夫的大量时间的必要的住院病人业务，因而其是昂贵的。解决诸多这些问题的体内图像传感器的替代实施方式是胶囊内窥镜。在胶囊内窥 镜中，将数字相机连同用于发射数字相机所捕获的图像的无线电发射器一起容纳在可吞咽 胶囊中。发射的图像数据被接收至基站接收器或收发器中以记录在体外的数据记录器中。 胶囊相机也可包括用于从基站发射器接收指令或其它数据的无线电接收器。代替射频传 送，也可以使用低频电磁信号。可以感应地从外部源或通过胶囊内的电池提供胶囊的电力。发表至以色列国家国防部的美国专利5，604，531中描述了可吞咽胶囊中的相机 的早期示例。指派给给定成像(Given Imaging)的大量专利(例如，美国专利6，709，387 和6，428，469)更加详细地描述了这种系统。在这些系统的每一个之中，胶囊相机包括用于 将捕获的图像发送至外部接收器的发射器。奥林巴斯公司发表的其它专利描述了类似的技 术。例如，US专利4，278，077公开了用于胃的胶囊相机，其在相机中含有胶卷。美国专利6，939，292公开了具有存储器和发射器的胶囊。具有内部电池的自主封装的相机具有的优点在于可以在医院之外对于流动的病 人(patient ambulatory)且仅以适宜的活动限制来进行测量。基站包括放置在身体区域 或感兴趣的区域周围的天线阵列，并且该天线阵列可以临时附于皮肤或者可并入衣物背心 中。数据记录器附着至皮带，并包括电池电源以及用于保存由天线阵列接收到的图像和传 送的任意其它数据的数据存储介质。将存储的数据随后上载至用于分析的诊断计算机系 统。使用这种胶囊相机的典型医疗过程包括早晨的住院病人巡查，在此期间临床大夫 将基站装置附于病人并且病人吞咽胶囊。系统在刚吞咽之前开始记录图像，并且持续记录 胃肠道的图像，直到电池完全放电为止。蠕动驱使胶囊通过胃肠道。胶囊经过胃肠道的速 率取决于移动程度。通常，在4至8个小时内横贯小肠。在规定的时段之后，病人将数据记 录器返回给临床大夫，然后临床大夫将数据上载至计算机以用于随后的浏览和分析。胶囊 通过直肠被消除，而不需要被回收。现有技术的胶囊相机允许从食道下至小肠末尾的胃肠道被整体地成像(尽管未 最优化以检测胃中的异常)。捕获彩色的摄制图像，以使得要检测的异常只需要具有小的视 觉上可识别特征(非精确剖析)。该医疗过程基本上没有疼痛，并且不需要麻醉。与胶囊穿 过身体相关联的风险是最小的-当然，穿孔的风险相比于传统内窥镜很大程度上减低。由 于减少了临床大夫时间和门诊设施的使用，该医疗过程的成本比传统内窥镜的成本更低， 并且不使用麻醉。在现有技术中，无线胶囊相机存储单个数据流。

发明内容
根据本发明的一个实施例，胶囊相机包括无线发射器，其发射数据；以及接收系 统，其具有多个接收单元以允许同步地存储多个数据流。基于接收到每个数据分组时的网 络状况，多个存储的数据流可以稍后用以获得用于分析的最佳数据流。一般而言，无线传输易于出错。相比于图像数据中相同数量的比特错误，码字中的 比特错误可能具有更大的影响。例如，相比于位于表示图像像素值的编码数据部分中的比 特错误，位于码字或者数据分组的报头中的比特错误有可能具有更大的后果。因此，相比于 处于较差网络状况之下的另一接收器，处于更佳网络状况之下的接收器实际上可能接收更 加难以译码的编码流。由于环境和多路径中的噪声，尽管接收到的信号强度很强，但是有时 仍可能接收到具有错误的信号。由于安全无线传输的上述以及其它原因，因而期望在接收 单元中保持多个接收到的数据流。可以在译码处理期间的稍后时间从多个存储的数据流获得最佳数据流。例如，在 胶囊相机应用中，可以将多个数据流存储在与接收单元关联的存储器设备中，其中所述接 收单元在诊断期间通常附着于身体上的不同位置。随着胶囊穿过胃肠道，保持多个数据流。 随后，在诊断之后，接收单元被恢复并连接至计算机或另一独立设备以用于分析。此时，使 用译码处理或者通过比较译码结果，从存储的数据流中获得最佳的数据流。为了改善效率，并非所有的接收单元都同时存储数据流。例如可以提供筛选处理， 以使得仅具有更佳网络状况的接收单元存储数据流。在实时系统中，可仅在通过译码处理或者通过比较译码结果获得最佳数据流之前的短持续时间内存储数据流。当结合附图考虑下面的详细描述时，本发明得到更好的理解。


图1根据本发明的一个实施例示出了附作于人体01的接收单元03(每个均包括 无线接收器)。图2A是根据本发明一个实施例的示例性接收单元03的框图。图2B以一个示例性实施方式示出天线11位于接收单元03的一侧，而接收单元03 的其它组件位于另一侧。图3是根据本发明一个实施例的接收单元03的信号流程图。图4A根据本发明一个实施例示出根据本发明一个实施例的胶囊相机和接收单元 中的协议堆栈。图4B示出在不经过严格分级层协定的情况下将网络状况信息传递到路径22上单 独提供的接收器12的顶部协议层。图5A示出根据本发明一个实施例的用于在时间段Tn期间从接收单元中记录的数 据流中选择最优块N的处理。图5B示出根据本发明一个实施例的将每个接收器(分别标有03-1-T到03_M_T) 的启动时间段作为输入提供给块选择器30的选择处理。图6是用于在图5B的块选择器30的一个实施方式中选择第N个块的流程图。图7A示出接收单元03-1到03_M和记事站51之间以及记事站51和工作站57之 间的连接和数据流。图7B示出集线器或适配器56将接收单元03_1到03_M连接至工作站57的替代 实施方式。图8是图示基于预测胶囊相机的位置的采集到的统计资料来启动和禁止一个接 收单元03的流程图。图9示出了人体01上放置的接收单元03-1，03-2和其它接收单元。图10示出根据本发明一个实施例的用于启动连续编号的接收单元的启动方案。图IlA图示根据本发明一个实施例的、基于网络状况和译码标准提供块的流的译 码处理。图IlB图示根据本发明另一实施例的、基于网络状况和译码标准提供块的流的译 码处理。图12A到图12E根据本发明各种实施例图示接收单元在病人身体上的各种放置。
具体实施例方式启动配备有无线电发射器的胶囊相机，以随着其在胃肠道中行进而用于图像数据 和其它数据传输。图1根据本发明一个实施例示出了附着于人体01的接收单元03 (每个 均包括无线接收器)。如图1所示，接收单元01被放置在处于检查的肠子02之上的各个位 置，以从正在胃肠道中行进的胶囊相机接收图像和其它数据。尽管图1示出了七个接收单 元，但是可以使用任意适当数量的接收单元。接收单元的数量基于系统设计考虑(如，人体传送和接收错误率)而予以确定。每个接收单元603可通过胶带、包扎带或布带而附于身 体的指定位置。图2A是根据本发明一个实施例的示例性接收单元03的框图。如图2A所示，提供 天线11用于拾取无线信号。捕获的信号被提供至接收器12，以便恢复传送的数据。传送的 数据包括图像数据和其它数据两者。这些其它的数据例如包括接收到每个数据块的时间以 及接收到数据块时的网络状况。接收到的数据存储在历史文档存储器14(其可由迷你盘驱 动器或者半导体存储器件(例如，非易失性存储器件)来提供)。稍后，可以通过工作站/ 记事系统接口 15将接收单元03中的数据取回至中间记事系统或直接取回至工作站。工作 站/记事系统接口 15可以由串行接口(例如，USB)或并行端口(例如，PCMCIA)提供。控 制器/处理器13控制接收单元03的工作，并且可以在需要的情况下处理其它的适当功能。 图3的流程图中表示了该信号流程。电池10 (其可由一个或多个电池单元提供)对接收单 元03供电。图2B以一个示例性实施方式示出天线11位于接收单元03 —侧，而接收单元03 的其它组件位于另一侧。优选地，在面向人体的一侧提供接收单元03的天线侧，以避免传 送的信号被接收单元03的其它组件屏蔽。图4A示出了根据本发明一个实施例的胶囊相机和接收单元的协议堆栈。如图4A 所示，在胶囊相机和接收单元两者中提供了五个通信协议层1-5，其中胶囊相机中的每个协 议层具有接收单元中的对等协议层。当然，其它的实施方式是可能的。物理层经由胶囊的传 送天线04和接收单元的接收天线11之间的无线介质进行通信。无线介质包括人体以及可 能的气隙。协议译码器位于接收器12 (图幻中。网络状况信息从层至层(即，以此顺序 21d.21c.21b到21a)地传递至接收器12的顶部协议层，并由控制器/处理器13取回以存 储在历史文档存储器14中。每个接口 21a到21d存取其下所有层的网络状况信息。图4B 示出了在不经过严格分级层协定的情况下将网络状况信息传递到路径22上单独提供的接 收器12的顶部协议层。由于胶囊相机中的对等协议层不能预料到每层中的错误状况，因而 这是方便的。在一个系统中，在胃肠道中行进的胶囊相机由大量(如，M个)接收单元跟踪，其中 提供每个接收单元以记录一个数据流和一组网络状况。在每个接收单元，数据流由于某个 时间段期间的不利网络状况而具有间隙。例如，假定成功传送k比特数据块的概率为S(当 然，SS 1.0)。在同一网络状况下，成功传送I比特块的概率将为S2。因而，对于足够大的 K，无错传送的概率可能不切实际的低。当胶囊相机在此时移动经过身体以使得胶囊相机可 能穿过K比特块为最优的胃肠道部分而进入至K比特块可能过大且因此相关联的传送之间 太长的另一胃肠道部分时，这种考虑尤其有重大意义。由于沿着胃肠道的网络状况可能变 化，并且胶囊相机在胃肠道中移动的速度也沿着胃肠道而变化，因此，任意给定时间的最优 块尺寸的值K通常取决于胃肠道中胶囊相机的位置和相关联的接收单元的位置两者。某些编码算法必须在限定的编码/译码数据单元(例如，重启标志之间的图像数 据、帧的片段或组)内工作。一个数据单元中的错误不传播至下一数据单元。因而，在一个 实施例中，最优块大小也取决于编码/译码单元之间边界的位置。如果接收单元被放置于多个位置(例如，图1所示的位置)，则每个接收单元必须 保持跟踪时间，以使得这些接收单元的单独存储的接收到的数据块可以相关而允许在随后时间组合为单个数据流以用于浏览和处理。单个数据流可以在专用系统、记事系统或工作 站中获得。接收单元中的时钟信号必须在数据采集的起始相对于彼此同步，以便精确(以 PPm表示)到预定值内。即，必须在记事系统或工作站开始数据采集或开始数据采集前不久 (例如，在将接收单元被置于病人身体上时)进行同步。在一个实施例中，同步通过如下这 样执行同时将所有接收单元复位，或者在某时将两个或更多个接收单元同步，直到所有的 接收单元相对于彼此同步为止。如果块的传送时间为Ts，那么每个接收单元时钟必须在整 个诊断持续期上准确保持到低于Ts/2的误差。可替代地，可以由胶囊相机连同图像或其它 数据一起传送定时信息，以标记采集图像或其它数据的时间。这些定时信息必须予以传送 的频率通常使得任意两个接收单元之间的最大时间差低于Ts/2。这样，无需在开始就同步 各接收单元的时间，并且无需使用精准的晶体振荡器来保持精确的时间片上半导体时钟 电路可能就足够了。图5A示出了根据本发明一个实施例的、用于在时间段Tn期间从接收单元中记录 的数据流中选择最优块N的处理。在诊断完成之后以及在接收单元与人体分离并连接至记 事系统或工作站(例如，诸如个人计算机)之后，可以执行这种选择处理。个人计算机通常 不具有充足的输入端口(例如，USB端口)来用于同时连接所有接收器单元。在这种情形 下，可以使用集线器(例如，USB集线器)。可以在工作站上执行图5A的选择处理。如图5A 所示，为选择第N个块，块选择器30从分别与M个接收单元03-1到03-M中存储的M个数 据流对应的M个块(即，块03-1-NI到块03-M-NI)中选择出一个块。基于M个接收单元中 分别随同图像数据一起存储的网络状况03-1-NC到03-M-NC，选择出所选块33。在每个接 收单元的数据流中，一般具有间隙。如果在特定接收单元中没有发现与时间段Tn对应的第 N个数据块，则块选择器30不考虑来自该接收单元的第N个块。如果块选择器30已确定出来自于某个接收单元数据流的最佳的第(N-I)个块，则 该接收单元也倾向第N个块选择(参见图5A中的附图标记31)。加权因子32可被提供至 块选择器30，其中加权函数以经验予以确定。处理存储器可以返回到当前第N个块之前的 任何编号的块，其中依据先前块和当前第N个块之间的时间差而向每个先前块分配不同的权重。如下面所述，在诊断过程期间，接收单元可被置于省电模式(例如，关闭或进入睡 眠模式)。这些不启动时间段可以是预定的时间点，或者基于诊断处理的进程而予以确定， 并且可以记录在接收单元中作为启动时间段或不启动时间段。图5B示出了将每个接收器 (分别标有03-1-T到03-M-T)的启动时间段作为输入提供给块选择器30的选择处理。块 选择器30不考虑在指定为接收单元的不启动时间段的时间段期间所传送的任何块。图6是用于在图5B的块选择器30的一个实施方式中选择第N个块的流程图。如 图6所示，步骤41将接收单元的运转指数的当前值初始化为“ 1 ”。步骤42将所选块N初始 化为标签“没有数据”，这指示尚未选择候选块。当确定当前接收单元启动时(步骤43)，选 择器30确定是否已将数据接收至应用协议层中(步骤44)。如果接收单元标记了不启动， 或者如果尚没有数据接收至应用协议层中，则跳过当前接收单元。最初，对于第N个块启动 并且已将数据接收至应用协议层中的第一接收器以其相关联的网络状况而被指定为“优胜 者”(步骤47)，并被选择为所选第N块(步骤48)。然后，将具有启动第N块的接收单元的 网络状况逐一与优胜者的网络状况进行比较(步骤46)。如果给定块的网络状况比较优于优胜者的网络状况时，使得该给定块为优胜者(步骤47)。否则，检查下一接收单元的网络 状况。在所有接收单元的块都予以检查之后所存在的优胜者为所选第N块。物理层中的网络状况可以是所测量的信号参数(例如，所接收信号的峰到峰的幅 值、频率-相位锁定状况、所接收信号的接收信号强度指示器(RSSI)输出)的组合。对于 更高协议层，可以将错误检查和校正统计用于指示网络状况。例如，可使用的错误统计例如 包括错误出现之处的错误的类型以及可校正的错误部分。另一指示器是数据单元分隔符之 间预期的字符的数量。对于任意给定块(例如，第N个块)，存在用于比较两个接收单元之 间网络状况的许多方法。在胶囊相机已行进通过目标胃肠道02之后(即，在诊断完成之后)，从人体01恢 复接收单元03-1到03-M，且其连接至记事系统51或工作站57以用于进一步处理。图7A 示出了接收单元03-1到03-M和记事站51之间以及记事站51和工作站57 (可以是个人计 算机或另一专用计算硬件)之间的连接和数据流。记事系统51可配备有受控于接收单元 接口逻辑M的用于接收单元的物理连接插口(未示出)和处理器53。另外，记事系统51 包括工作站接口 56和工作存储器55。处理器53可以是专用硬件、一个或多个处理器、或者 处理器和专用硬件的组合。记事系统接口 56连接至工作站57，在工作站57中处理后的图 像数据和其它数据被存储、分析、进一步处理或发送至显示器。在一个实施方式中，可以在 记事系统51或工作站57中实施结合图5A或图5B所述的块选择处理。图7B示出了集线器或适配器56将接收单元03_1到03_M连接至工作站57的替 代实施方式。在该实施方式中，将上面结合图5A和图5B或图IlA或图IlB所述的块选择 功能之一实施在工作站57中。在图7A和图7B中，数据从接收单元(即，接收单元03-1到 03-M)流至记事系统51以及至工作站57，控制信号可以是双向的。在一个实施方式中，可 以通过记事系统51或工作站57将电源提供给接收单元03-1到03-M。在一个实施方式中， 由工作站57提供至记事系统51的电源。尽管图1将所有接收单元(S卩，接收单元03-1到03-M)示出为在诊断期间是有效 的，然而胃肠道02中的胶囊相机在任何给定时间都在单个位置。通过在类似的医疗状况下 测量充分大量的病人，可以采集关于胶囊相机抵达胃肠道中任意感兴趣的多个位置所需要 时间的统计。使用这种统计，在预期胶囊相机抵达接收单元位于的感兴趣区域，或感兴趣区 域之上或附近时，可启动特定接收单元，而其它的接收单元可保持不启动模式。可替代地， 特定接收单元和其紧临的相邻接收单元可被启动。在一个实施例中，基于期望的胶囊在两 个位置的穿过次数的统计，可放置接收单元用于感兴趣的两个区域。图8是图示基于采集到的预测胶囊相机的位置的统计来启动和禁止一个接收单 元03的流程图。在同步所有时钟信号(步骤60)之后，接收单元进入不启动模式(61)，并 且在当前时间到达预期胶囊相机抵达接收单元的位置的开始时间时被启动(步骤62-64)。 在胶囊相机启动的时段期间，采集并传送图像和其它数据。当到达停止时间时，胶囊相机返 回到不启动状态(步骤65-67)。停止时间是胶囊相机穿出与接收单元相关的感兴趣区域的 预期时间。为了确保正确地捕获到感兴趣区域的图像数据，即使附近的接收单元被置于胶 囊相机可能处于的地带之外，也可启动这些附近的接收单元。图9示出了人体01上放置的接收单元03-1、03_2和其它接收单元。接收单元 03-1,03-2和其它接收单元例如可通过总线04连接。总线04可用于携带数据、控制信号、定时信息、时钟信号和电源。图9的接收单元可以通过有线或无线链路而连接。在一个实 施例中，接收单元03可以相互通信，或者至少与相邻的接收单元通信。图10示出了根据本发明一个实施例的用于启动连续编号的接收单元的启动方 案。如图10所示，接收单元03从03-1到03-M连续编号，并以嘴到肛门的方向沿着胃肠 道02按照数字顺序放置。例如，为了检查整个结肠，可以将接收单元03-1放置在最靠近于 回盲瓣的结肠之上。一旦胶囊相机(未示出)抵达小肠-结肠结合部位(即，回盲瓣)，则 迅速地启动第一接收单元03-1，并准备接收从胶囊相机传送的数据。在图10中，为了确保 信号捕获，还启动接收单元03-2(步骤70-71)。在图10的启动方案下，将启动的接收单元 处的网络状况用于选择哪一个启动的接收单元是当前接收单元。当在接收单元03-2处检 测到的网络状况S2更优于在接收器03-1处检测到的网络状况Sl时，将当前接收单元设 置为接收单元03-2，并且启动接收单元03-3(步骤72，80-83)。随着胶囊相机移至接收单 元03-NM旁边的位置，启动方案使得接收单元03-NM为当前接收单元，而在同时使得接收单 元03-(NM-I)和03-(ΝΜ+1)启动(步骤72-78)。当接收单元03-(NM+1)启动时，接收单元 03-(NM-2)被禁止(步骤78)。胶囊相机有时可能倒退，以使得接收单元03-(NM-I)处的网络状况S (NM-I)可能 实际上变得更加优于接收单元03-(NM)处的网络状况03-(匪)。当出现这种情形时，将当前 接收单元重新设置为03-(NM-l)(步骤72-75,84-8 。在图10的启动方案中，启动的接收 单元是当前单元和每个前向和后向方向上的一个接收单元。一般地，在前向和后向方向上 无需具有相同数量的启动的接收单元。例如，我们可以在前向方向上具有d+个接收单元， 并在后向方向上具有d-个接收单元。对于匪=5，在d+ = 2并且d- = 1的情况下，启动 的接收单元是接收单元03-5，03-6，03-7和03_4。此外，在胃肠道的不同部分，由于移动性 可能不同，因此具有不同的d+和d-值可能是适当的。在一个实施例中，当比较各网络状况 (如，在决定点75，81，84和90处)时，可以向当前接收单元分配更加有利的加权因子。当 接收单元03-M和03-(M-I)启动时，步骤89-92处理最后的接收单元03-M。图8中提供的启动方案(即，根据预期的传送次数)和图10中提供的启动方案 (即，根据接收到的信号强度)可以将图5A和图5B中图示的块选择处理中需要的计算进 行简化。这些启动方案也可以将下面讨论的图IlA和图IlB的译码选择处理进行简化。启 动方案还可以节省电源和存储区域，可以减小错误数据的接收和存储，并且可以减小整个 系统操作的电磁干扰(EMI)。在图5A和图5B的块选择处理中，基于网络状况选择一个块。 然而，不同的比特错误对于受影响的块或数据流具有不同影响。码字中的比特错误例如可 能导致码字变为具有不同运转周期(rim length)的码字。这种错误相比于像素值中的比 特错误在译码期间具有更大的影响。尽管可以应用错误弹性编码/译码，但是在全部作为 胶囊相机设计中关键考虑的压缩比、复杂性和电源上(实际上，一般在所有手持无线设备 上)，这种医疗过程引起不利结果。即使利用错误弹性编码/译码，无错误操作也未得到保 证。因此，在图5A和图5B的块选择处理对于每个块可能产生一个或多个最佳候选的情况 下，译码处理自身是最好的选择机制。图IlA图示根据本发明一个实施例的、基于网络状况和译码标准提供块的流的译 码处理。在图IlA中，连续块序列N到N+4包括译码间隔(即，用于译码的数据单元)。在 此实施例中，根据网络状况，从接收到不同块序列处的不同接收单元(即，接收单元LL、MM、NN和00)中的块中选择出块的最佳流。在块序列N处，例如，块100(其被接收到接收单元 MM中)由于其与最强网络状况相关联而被选择。(优选地译码间隔与块边界相一致，但是 图IlA和图IlB的教导可应用于更一般的状况)。在块序列N+1，图IlA的译码处理选择与 在接收单元00处检测到的最强网络状况相关联的块101。在块序列N+2，块选择器仅从两 个接收单元提供块。因而，译码处理选择与接收单元NN和00之间的更好网络状况相关联 的块102。在块序列N+3，译码处理在译码块103 (其与接收单元LL、匪、NN和00中的最强 网络状况相关联)的同时遇到译码错误。因此，译码处理选择与下一最佳网络状况(即，在 接收单元MM处)相关联的块104。译码从块102停止之处重新开始，以使得译码处理级联 来自块102和104的译码比特。然后译码处理选择与块序列N+4处的最强网络状况相关联 的块105。因此，最佳数据流是由对来自块101、块102、块104和块105的译码间隔内的级 联比特进行译码所产生的译码比特。图IlB示出根据本发明另一实施例的、基于网络状况和译码标准提供块的流的译 码处理。在图IlB中，如图IlA中那样，连续块序列N到N+4包括译码间隔。另外，在图IlB 中，Sk、Sk+U Sk+2、Sk+3和Sk+4分别表示对于块序列N、N+1、N+2、N+3、N+4的最强网络状 况。如图IlB所示，随着译码处理从块序列N进行到块序列N+4，根据每个块序列处的网络 状况选择块106、107、108、110和111。然而，在处理块111的同时，发现译码间隔中的总字符 数与译码间隔中预期的字符数不匹配。为了校正该错误，由于块108与块106、107、108、110 和111所关联的网络状况中的最弱网络状况相关联，因此图IlB的译码处理放弃块108，并 代之选择块109。使用块106、107、109、110和111完成译码。一般地，相比于在译码间隔的 末尾(即，在块111中)，译码错误可在更早的时间检测到。对于本领域技术人员，根据图 IlA和图IlB中提供的示例以及其变型和修改，译码处理期间的适当校正将是显而易见的。尽管图IlA和图IlB提供了压缩的比特率的说明性示例，但是将译码处理用于选 择块的最佳流可应用于任意编码的数据流。分隔符中的或者与字符长度不一致的错误比其 它比特错误更加严重。因而，译码处理在选择块的最佳流时是有效的。在其它实施例中，无 需完成译码处理以允许有效的块选择。例如，如果在块的最佳流的选择期间，译码处理仅检 查比特流报头信息、语法、字符长度和其它错误而实际不执行译码，则其已经是有益的。在 其它实施例中，如结合图5A和图5B所示的那样，可以在块选择器中实施译码、局部译码和 错误检测处理。使用译码处理的块选择(如图IlA和图IlB所示)可以在记事系统51、工作站57 或两者之中实施，以允许计算负载的共享。如果记事系统51和工作站57共享计算负载，则 图7A中的记事系统51和工作站57之间的数据流对于中间数据可以是双向的。在一个实 施例中，图7A和图7B的接收单元中的处理电源也可以用作协处理器。因而，接收单元03-1 到03-M、记事系统51和工作站57可以形成分布式计算系统。为减小用以获得多个数据流当中的最佳数据流所需要的处理时间，可以在接收单 元中实施诸如结合图IlA和图IlB讨论的处理所示的选择处理。尽管接收单元存储接收到 的输入流，但是每个接收单元中的处理器可以执行结合图如、图恥、图IlA和图IlB所讨论 的任务。在一个实施例中，在处理器可共享处理电源以及假定接收单元不启动(即，不接收 信号)的时间期间，可以执行这种处理。在另一实施例中，在图2和图3的控制器/处理器 模块中提供多个处理器单元。在一个实施例中，根据基于接收单元的电池上的电源储备的进度安排(schedule)、自胶囊已启动的经过时间和接收到的数据，来执行处理。随着胶囊相机以蠕动的方式行进通过胃肠道，胶囊相机可能不沿着胃肠道的径向 方向而定向。此外，病人的胃肠道在不同的地点和位置，沿着其长度具有不同的形状，其随 着对象的运动或身体姿势而改变。无线信号为了抵达接收单元必须穿过的所需天线方位 和身体组织也不断改变。通过不同组织和骨头反射的多路径信号也将会变化。因此，图 12A-图12D示出取得更好的总体错误率性能的一些接收单元布置。图12E是这样的示例 天线设计高效或可增大其电源，以使得天线布置限制减少。从而，可以将天线放置在其向病 人提供了更多的舒适并提供更容易的安装的位置。在本实施例中，布带200将接收单元03 固定在适当的位置。提供上面的详细描述用于说明本发明的特定实施例，其并非意在进行限制。本发 明范围内的大量变型和修改都是可能的。本发明阐述在所附权利要求书中。
权利要求
1.一种用于从胶囊相机接收图像数据的接收器系统，包括多个接收单元，其每一个包括天线，用于接收从胶囊相机无线地传送的信号；接收器电路，耦合至天线，用于(a)处理天线中接收到的信号以恢复其中编码的数 据；(b)生成指示接收到的信号的参数的信息；以及(c)输出包含已恢复的数据和接收到的 信号的参数的数字信号；以及接口，从接收器电路接收数字数据，以连接至从数字数据恢复图像数据的处理电路。
2.如权利要求1所述的接收器系统，进一步包括历史文档存储器，用于存储接收至每 个接收单元中的数字数据。
3.如权利要求1所述的接收器系统，其中，每个接收器电路包括用于控制接收单元的 操作的处理器单元。
4.如权利要求1所述的接收器系统，其中，已恢复的数据包含图像数据。
5.如权利要求1所述的接收器系统，其中，处理电路耦合至接收单元的接口，以从每个 耦合的接口接收从与耦合的接口相关联的接收器电路输出的数字数据。
6.如权利要求5所述的接收器系统，其中，来自接收器电路的数字输出每一个均被划 分为在各接收单元中在时间上实质同步的块，处理电路从接收单元的实质上同步的块中选 择块。
7.如权利要求6所述的接收器系统，其中，每个接收单元将时间戳记录在其生成的块中。
8.如权利要求6所述的接收器系统，其中，胶囊相机在预定间隔传送时间戳。
9.如权利要求6所述的接收器系统，其中，实质上同步的块被同步到实质上同步的块 的一半持续时间内。
10.如权利要求6所述的接收器系统，其中，根据分配给各接收单元的权重来选择块。
11.如权利要求6所述的接收器系统，其中，接收单元每一个均在启动模式和不启动模 式下工作。
12.如权利要求11所述的接收器系统，其中，块选择仅考虑从在启动模式下工作的接 收单元传送的块。
13.如权利要求12所述的接收器系统，其中，接收单元被根据胶囊相机在人的胃肠道 中行进的预期到达时间模型而置于启动模式。
14.如权利要求12所述的接收器系统，其中，接收到的信号的参数包含表示将信号接 收至接收单元中的时间的值。
15.如权利要求12所述的接收器系统，其中，接收到的信号的参数指示将信号接收至 接收单元时的网络状况。
16.如权利要求15所述的接收器系统，其中，根据在接收单元的预定距离内在启动模 式下的第二接收单元处检测到的网络信号状况，每个接收单元被置于启动模式。
17.如权利要求16所述的接收器系统，其中，该预定距离是接收单元相对于第二接收 单元位于前向方向还是位于后向方向的函数。
18.如权利要求15所述的接收器系统，其中，该处理电路根据实质上同步的块的网络 状况来选择块。
19.如权利要求18所述的接收器系统，其中，该数字数据被进一步划分为译码间隔，每 个译码间隔横跨一个或多个同步块。
20.如权利要求19所述的接收器系统，其中，在给定译码间隔期间，处理电路选择多个 块，每个所选块是在给定译码间隔内从实质上同步的块中选出的。
21.如权利要求20所述的接收器系统，其中，所选块在横跨译码间隔的时间上邻接。
22.如权利要求21所述的接收器系统，其中，该处理电路执行数字信号的译码以选择 图像数据。
23.如权利要求22所述的接收器系统，其中，当处理电路在所选块中遇到译码错误时， 处理电路用首先选出所选块的实质上同步的块中的另一块来替换所选块。
24.如权利要求19所述的接收器系统，其中，当处理器电路发现译码间隔中的数字数 据的比特长度不同于预期值时，处理电路替换所选块之一，替换的所选块是与所选块中具 有与所选块相关联的网络状况当中最不利的网络状况的块相对应的块。
25.如权利要求11所述的接收器系统，其中，不启动模式包括省电模式。
26.一种用于从胶囊相机接收图像数据的方法，包括提供多个接收单元，其每一个包括天线，用于接收从胶囊相机无线地传送的信号；接收器电路，耦合至天线，用于(a)处理天线中接收到的信号以恢复其中编码的数 据；(b)生成指示接收到的信号的参数的信息；以及(c)输出包含已恢复的数据和接收到的 信号的参数的数字信号；以及接口，从接收器电路接收数字数据，以连接至从数字数据恢复图像数据的处理电路；将处理电路耦合至接收单元的接口；以及将与耦合的接口相关联的接收器电路输出的数字数据从每个耦合的接口接收至处理 电路中。
27.如权利要求沈所述的方法，其中，该接收单元进一步包括用于存储接收至每个接 收单元中的数字数据的历史文档存储器。
28.如权利要求沈所述的方法，其中，每个接收器电路包括用于控制接收单元的操作 的处理器单元。
29.如权利要求沈所述的方法，其中，已恢复的数据包含图像数据。
30.如权利要求沈所述的方法，其中，来自接收器电路的数字输出每一个均被划分为 在各接收单元中在时间上实质同步的块，该处理电路从接收单元的实质上同步的块中选择 块。
31.如权利要求30所述的方法，其中，每个接收单元将时间戳记录在其生成的块中。
32.如权利要求30所述的方法，其中，胶囊相机在预定间隔传送时间戳。
33.如权利要求30所述的方法，其中，实质上同步的块被同步到实质上同步的块的一 半持续时间内。
34.如权利要求30所述的方法，其中，根据分配给各接收单元的权重来选择块。
35.如权利要求30所述的方法，其中，接收单元每一个均在启动模式和不启动模式下工作。
36.如权利要求35所述的方法，其中，块选择仅考虑从在启动模式下工作的接收单元传送的块。
37.如权利要求36所述的方法，进一步包括根据胶囊相机在人的胃肠道中行进的预 期到达时间模型而将接收单元之一置于启动模式。
38.如权利要求36所述的方法，其中，接收到的信号的参数包含表示将信号接收至接 收单元中的时间的值。
39.如权利要求36所述的方法，其中，接收到的信号的参数指示将信号接收至接收单 元时的网络状况。
40.如权利要求39所述的方法，其中，根据在接收单元的预定距离内在启动模式下的 第二接收单元处检测到的网络信号状况，将每个接收单元置于启动模式。
41.如权利要求40所述的方法，其中，该预定距离是接收单元相对于第二接收单元位 于前向方向还是位于后向方向的函数。
42.如权利要求40所述的方法，其中，该块选择电路根据实质上同步的块的网络状况 来选择块。
43.如权利要求42所述的方法，其中，该数字数据被进一步划分为译码间隔，每个译码 间隔横跨多个基本上同步的块。
44.如权利要求43所述的方法，其中，在给定译码间隔期间，块选择电路选择多个块， 每个所选块都是在给定译码间隔内从实质上同步的块中选出的。
45.如权利要求44所述的方法，其中，所选块在横跨译码间隔的时间上邻接。
46.如权利要求44所述的方法，其中，该处理电路执行数字信号的译码以选择图像数据。
47.如权利要求46所述的方法，其中，当该处理电路在所选块中遇到译码错误时，处理 电路用首先选出所选块的实质上同步的块中的另一块来替换所选块。
48.如权利要求46所述的接收器，其中，当处理器电路发现译码间隔中的数字数据的 比特长度不同于预期值时，处理电路替换所选块之一，替换的所选块是与所选块中具有与 所选块关联的网络状况当中最不利的网络状况的块相对应的块。
49.如权利要求35所述的方法，其中，所述不启动模式包括省电模式。
全文摘要
胶囊相机包括无线发射器，其发射数据；以及接收系统，其具有多个接收单元以允许同时存储多个数据流。多个存储的数据流可在稍后用以基于接收到每个数据分组时的网络状况来获取用于分析的最佳数据流。最佳数据流可以稍后在译码处理期间从多个存储的数据流中获得。例如，在胶囊相机应用中，可以将多个数据流存储在与接收单元关联的存储器设备中，其中接收单元在诊断期间一般附着于身体上的不同位置。随着胶囊穿过胃肠道，维持多个数据流。随后，在诊断之后，恢复接收单元并将其连接至计算机或另一独立设备以用于分析。此时，使用译码处理或者通过比较译码结果，从存储的数据流中获得最佳的数据流。并非所有的接收单元都同时存储数据流。例如可以提供筛选处理，以使得仅具有更佳网络状况的接收单元存储数据流。在实时系统中，可仅在通过译码处理或者通过比较译码结果获得最佳数据流之前的短持续时间内存储数据流。
文档编号H04N7/18GK102105100SQ200980129312
公开日2011年6月22日 申请日期2009年3月30日 优先权日2008年5月27日
发明者王康怀 申请人:卡普索影像股份有限公司