[发明专利]医用胶囊内窥镜自适应图像帧率调整方法及帧率调整系统

说明书

本发明公开了一种医用胶囊内窥镜自适应图像帧率调整方法及帧率调整系统，该方法包括：利用唯一的设置于胶囊内窥镜内的六轴传感器采集胶囊的姿态信息并传输到控制单元；控制单元计算速度增量Δv和实时角速度ΔGYRO；设置线速度判断阈值K1和角速度判断阈值k2，当ΔvK1且ΔGYROK2时，将图像帧率调整为低帧率状态；当Δv＝K1或ΔGYRO＝K2时，将图像帧率调整为高帧率状态。本发明只采用一个设置于胶囊内的六轴传感器就实现了胶囊采集帧率的调节，不需要外部设备的参与，结构简单。通过计算胶囊的线速度和角速度增量，当速度持续增快时，提高帧率；当速度持续变慢时，降低帧率。在保证检测准确性的前提下节约了电能。

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，特别涉及一种医用胶囊内窥镜自适应图像帧率调整方法及帧率调整系统。

背景技术

胶囊内窥镜因其无创伤、高舒适性，近年来应用越来越普遍，胶囊内窥镜的电池供电是阻碍其发展的一个制约因素，尽量减少胶囊内窥镜的功耗是延长其工作时间的一个重要途径。利用颊囊内窥镜进行检测时，胶囊内窥镜在人体消化道内受人体消化道蠕动的作用，在某些部位会运动得特别快而在某些部位又相对较慢，若都用统一的图像拍摄帧率，要么造成功耗的增加、浪费，要么造成图像拍摄不够而造成漏检的风险。而根据胶囊的运动状态自适应地调整图像拍摄帧率是解决上述问题的关键。

CN107669236A中公开了一种图像帧率自适应的无线胶囊内窥镜系统及帧率自适应方法，该方案通过在胶囊内设置第一六轴传感器，在记录仪上设置第二六轴传感器，通过两个六轴传感器分别采集胶囊和记录仪的姿态信息，通过对两个姿态信息进行对比，判断胶囊与记录仪是否存在相对运动，如果存在相对运动，则调快胶囊采集的帧率；如果不存在相对运动，则调慢胶囊采集的帧率。这种方法虽然能够实现帧率的调节，但是两个六轴传感器结构复杂，并且只要胶囊与记录仪有相对运动，就提高胶囊的采集帧率，例如，只要其匀速缓慢运动，胶囊就以最高帧率在采集，仍然不利于节约电能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于惯性器件的医用胶囊内窥镜自适应图像帧率调整方法及帧率调整系统。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种医用胶囊内窥镜自适应图像帧率调整方法，其包括如下步骤：

S1，利用唯一的设置于胶囊内窥镜内的六轴传感器实时采集胶囊的姿态信息并传输到控制单元；

S2，所述控制单元解算姿态信息，根据六轴传感器的实时检测数据，计算Δt时间段内的速度增量ΔV和实时角速度ΔGYRO，具体计算公式为：

根据加速度计测量的原始数据中三个轴向的实时加速度值ACCx、ACCy、ACCz计算线性加速度增量Δa：

根据陀螺仪测量的原始数据中三个轴向的实时角速度值GYROx、GYROy、GYROz计算实时角速度ΔGYRO：

计算Δt时间段内的速度增量ΔV：ΔV＝Δt×Δa；

S3，设置线速度判断阈值K1和角速度判断阈值k2，当ΔVK1且ΔGYROK2时，胶囊内窥镜处于低速运动状态，将图像帧率调整为低帧率状态或逐渐降低帧率；

当ΔV＝K1或ΔGYRO＝K2时，胶囊内窥镜处于较高速运动状态，将图像帧率调整为高帧率状态或逐渐升高帧率。

本发明只采用一个设置于胶囊内的六轴传感器就实现了胶囊采集帧率的调节，不需要外部设备的参与，结构简单。本发明通过计算胶囊的线速度加速度和角速度增量，当速度持续增快时，提高帧率；当速度持续变慢时，降低帧率。在保证检测准确性的前提下节约了电能。