CN111355542B - 胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法及传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法及传输系统,该方法包括为:初始化记录仪和胶囊内窥镜;记录仪将处于忙碌状态与闲置状态下的频点分开,当在某个频点上检测到有且仅有胶囊内窥镜的载波信号存在时,视该频点为空闲状态,将该频点作为工作频点;记录仪通过其定向天线收发通道在该工作频点上向胶囊内窥镜发送握手信息,胶囊内窥镜在该工作频点上接收该握手信息并向记录仪发送应答帧;记录仪的定向天线收发通道向胶囊内窥镜发送通信指令,胶囊内窥镜接收该通信指令后开始向记录仪发送信息,记录仪接收信息。该胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法通过频谱认知而实现频率自适应,有效的规避了干扰信号,保障了良好的通信效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域,具体涉及一种胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法及胶囊内窥镜图像传输系统。
背景技术
目前,胶囊图像工作站在医院工作时,由于医院是公共场所,空间无线电波很多,信号容易受干扰。无线干扰的产生是多种多样的,不同运营商网络配置不当、发信机自身设备问题、电磁兼容(EMC)等,都是无线通信射频干扰产生的原因。现阶段主要的无线通信有:第二代蜂窝移动通信的GSM和窄带CDMA、第三代蜂窝移动通信体系的TDD系统TD-SCDMA和FDD系统WCDMA/DMA2000、宽带无线接入的WLAN/WIMAX、短距离通信的UWB以及无线识别的FRID等。工作于不同频率的系统间的共存干扰,本质上都是由于发射机和接收机的非完美性造成的。通常,有源设备在发射有用信号的同时,由于器件本身的原因和滤波器带外抑制的限制,在它的工作频带外还会产生杂散、谐波、互调等无用信号,这些信号落到其他无线系统的工作频带内,就会对其形成干扰。
对于无线系统而言,接收机在接收有用信号的同时,落入信道内的干扰信号会引起接收机灵敏度的降低,恶化通信质量;更为严重的情况,落入接收带内的干扰信号会引起带内阻塞,造成通信中断。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷,本发明的目的是提供一种胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法及胶囊内窥镜图像传输系统。
为了实现本发明的上述目的,本发明提供了一种胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法,包括以下步骤:
S1,初始化记录仪和胶囊内窥镜;
S2,胶囊内窥镜向记录仪发送信息,记录仪通过其全向天线接收通道接收该信息,然后对当前工作的频率段进行频谱检测,将处于忙碌状态与空闲状态下的频点分开,当在某个频点上检测到有且仅有胶囊内窥镜的载波信号存在时,视该频点为空闲状态,将该频点作为全向天线接收通道的工作频点;如果有多个频点均为空闲状态,则择其一作为工作频点;
S3,记录仪通过其至少一个定向天线收发通道在该工作频点上向胶囊内窥镜发送握手信息,胶囊内窥镜在该工作频点上接收该握手信息并向记录仪发送应答帧;
S4,当记录仪收到胶囊内窥镜的应答帧后,记录仪和胶囊内窥镜握手成功;
S5,记录仪的定向天线收发通道在该工作频点上向胶囊内窥镜发送通信指令,胶囊内窥镜接收该通信指令后开始向记录仪发送信息,记录仪接收信息。
该胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法通过频谱认知而实现频率自适应,有效的规避了干扰信号,保障了良好的通信效果。
进一步的,记录仪每接收完一帧数据后都要对当前使用的频点进行检测,记录仪通过全向天线接收通道实时监测当前频谱,若当前工作频点仍然为空闲,则胶囊内窥镜继续发送剩余数据,直到数据传送完毕;若在当前工作频点上检测到有与胶囊内窥镜的载波信号特征不符的载波信号时,则避开该频点,按照步骤S2-S4寻找新的频点,将新的频点作为工作频点建立通信。这保证了在整个信息传输的过程中能有效的规避干扰信号,保障了良好的通信环境。
优选的,频谱检测时采用匹配滤波器检测算法获取最佳工作频点,所述记录仪通过其定向天线收发通道在该最佳工作频点上向胶囊内窥镜发送握手信息,胶囊内窥镜在该最佳工作频点上接收该握手信息并向记录仪发送应答帧;当记录仪收到胶囊内窥镜的应答帧后,记录仪和胶囊内窥镜握手成功。在众多频点中,可能会存在多个空闲频点,通过匹配滤波器检测算法获取最佳工作频点,使得信息传输效率更高,通信效果更好。
进一步的,检测某个频点上是否有且仅有胶囊内窥镜的载波信号存在的方法为:所述胶囊内窥镜的内核芯片将采集到的模拟图像信号进行编码,在每帧数据的帧头包含一个唯一的ID信息,记录仪接收到空间电磁波信号后,进行CRC校验后,判断所接收的信号是否全都包含所述ID信息,如果是则表示该频点上有且仅有胶囊内窥镜的载波信号存在;否则表示还有其它载波信号存在。这能有效、准确、快速的判断某个频点上是否有且仅有胶囊内窥镜的载波信号存在。
本发明还提出了一种胶囊内窥镜图像传输系统,包括胶囊内窥镜、无线通信单元和记录仪,所述记录仪包括全向天线接收通道和多个定向天线收发通道,所述胶囊内窥镜、无线通信单元和记录仪按上述的胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法进行数据传输。
本发明的有益效果是:本发明利用频谱认知,寻找到一个最佳的工作频点,在记录仪与胶囊通信中,记录仪实时全向天线接收通道,快速的换频,合理的利用空闲信道,规避干扰,建立良好的通信。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1和图2是本发明的流程示意图;
图3是胶囊内窥镜图像传输系统的原理框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1至图2所示,本发明提供了一种胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法,包括以下步骤:
S1,初始化记录仪和胶囊内窥镜。
S2,胶囊内窥镜向记录仪发送信息,记录仪通过其全向天线接收通道接收该信息,然后对当前工作的频率段进行频谱检测,将处于忙碌状态与空闲状态下的频点分开,当在某个频点上检测到有且仅有胶囊内窥镜的载波信号存在时,视该频点为空闲状态,将该频点作为工作频点;如果有多个频点均为空闲状态,则择其一作为工作频点。
这里检测某个频点上是否有且仅有胶囊内窥镜的载波信号存在的方法为:所述胶囊内窥镜的内核芯片将采集到的模拟图像信号进行编码,在每帧数据的帧头包含一个唯一的ID信息,记录仪接收到空间电磁波信号后,进行CRC校验后,判断所接收的信号是否全都包含所述ID信息,如果是则表示该频点上有且仅有胶囊内窥镜的载波信号存在;否则表示还有其它载波信号存在。
S3,记录仪通过其定向天线收发通道在该工作频点上向胶囊内窥镜发送握手信息,胶囊内窥镜在该工作频点上接收该握手信息并向记录仪发送应答帧。这里的握手信息可以是联络帧。
S4,当记录仪收到胶囊内窥镜的应答帧后,记录仪和胶囊内窥镜握手成功。
S5,记录仪的定向天线收发通道在该工作频点上向胶囊内窥镜发送通信指令,胶囊内窥镜接收该通信指令后开始向记录仪发送信息,记录仪接收信息。
在记录仪每接收完一帧数据后都要对当前使用的频点进行检测,记录仪通过全向天线接收通道实时监测当前频谱,若当前工作频点仍然为空闲,则胶囊内窥镜继续发送剩余数据,直到数据传送完毕;若在当前工作频点上检测到有与胶囊内窥镜的载波信号特征不符的载波信号时,则避开该频点,按照步骤S2-S4寻找新的频点,将新的频点作为工作频点建立通信。这里在检测是否存在与胶囊内窥镜的载波信号特征不符的载波信号时,根据载波信号上的所加的帧头是否包含有所述的ID信息等进行判断,如果是,则与胶囊内窥镜的载波信号特征符合,如果不是,则不符合。
本发明在一段频率范围内,采用轮扫的方式,进行频谱扫描,获得该段频率范围内所有的频谱信息。胶囊图像工作站的用户信号先验信息(如调制类型、脉冲整形、帧格式)是已知的,频谱分析完成对新信号的调制识别等,有效的区分工作频率和干扰信号,方便确定当前胶囊图像工作站的工作频率。
本发明中,频谱检测时采用匹配滤波器检测算法获取最佳工作频点,所述记录仪通过其定向天线收发通道在该最佳工作频点上向胶囊内窥镜发送握手信息,胶囊内窥镜在该最佳工作频点上接收该握手信息并向记录仪发送应答帧;当记录仪收到胶囊内窥镜的应答帧后,记录仪和胶囊内窥镜握手成功。利用已知的主用户信号先验信息,合理的区分工作频率和干扰信号,时时监控空闲频段。该算法是在确知主用户信号先验信息(如调制类型,脉冲整形,帧格式)情况下的最佳检测算法。该算法的优势在于能使检测信噪比最大化,在相同性能限定下较能量检测所需的采样点个数少,因此处理时间更短,利于实现快速换频。
由于胶囊内窥镜与记录仪通信分为两个过程:体外通信和体内通信,体外通信主要是验证人吞服胶囊前,保证胶囊是完好的;体内通信为主要的通信过程。
体外通信时,胶囊内窥镜与记录仪近距离通信,此刻胶囊内窥镜发射信号很强,信号幅度远高于周围环境干扰信号,记录仪能顺利的接收胶囊内窥镜的联络帧,建立通信。
胶囊内窥镜进入人体后,其内核芯片将采集到的模拟图像信号进行编码,在每帧数据的帧头,包含一个唯一的ID信息,保证胶囊内窥镜与记录仪通信的唯一性,在近距离多人同时吞服胶囊内窥镜时不会互相干扰。
记录仪接收到空间电磁波信号后,经过低噪声放大、下变频和A/D变换后,完成解调,然后进行CRC校验,由于胶囊发射的数据包中每帧数据的帧头包含唯一的ID信息,CRC校验时会摒弃所有与胶囊特征信号不符的载波信号,仅提取通过CRC校验后有效的胶囊图像信息,完成接收。
本发明还提出了一种胶囊内窥镜图像传输系统,如图3所示,包括胶囊内窥镜、无线通信单元和记录仪,记录仪包括全向天线接收通道和多个定向天线收发通道,该无线通信单元包括了定向天线和全向天线,全向天线接收通道包括数据接收单元、放大单元等,全向天线接收通道和全向天线连接,接收胶囊内窥镜发送的信息。所述胶囊内窥镜、无线通信单元和记录仪按上述的胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法进行数据传输。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,初始化记录仪和胶囊内窥镜;
S2,胶囊内窥镜向记录仪发送信息,记录仪通过其全向天线接收通道接收该信息,然后对当前工作的频率段进行频谱检测,将处于忙碌状态与空闲状态下的频点分开,当在某个频点上检测到有且仅有该胶囊内窥镜的载波信号存在时,视该频点为空闲状态,将该频点作为全向天线接收通道的工作频点;如果有多个频点均为空闲状态,则择其一作为工作频点;
S3,记录仪通过其至少一个定向天线收发通道在该工作频点上向胶囊内窥镜发送握手信息,胶囊内窥镜在该工作频点上接收该握手信息并向记录仪发送应答帧;
S4,当记录仪收到胶囊内窥镜的应答帧后,记录仪和胶囊内窥镜握手成功;
S5,记录仪的定向天线收发通道在该工作频点上向胶囊内窥镜发送通信指令,胶囊内窥镜接收该通信指令后开始向记录仪发送信息,记录仪接收信息。
2.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法,其特征在于,记录仪每接收完一帧数据后都要对当前使用的频点进行检测,记录仪通过全向天线接收通道实时监测当前频谱,若当前工作频点仍然为空闲,则胶囊内窥镜继续发送剩余数据,直到数据传送完毕;若在当前工作频点上检测到有与胶囊内窥镜的载波信号特征不符的载波信号时,则避开该频点,按照步骤S2-S4寻找新的频点,将新的频点作为工作频点建立通信。
3.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法,其特征在于,频谱检测时采用匹配滤波器检测算法获取最佳工作频点,所述记录仪通过其定向天线收发通道在该最佳工作频点上向胶囊内窥镜发送握手信息,胶囊内窥镜在该最佳工作频点上接收该握手信息并向记录仪发送应答帧;当记录仪收到胶囊内窥镜的应答帧后,记录仪和胶囊内窥镜握手成功。
4.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法,其特征在于,检测某个频点上是否有且仅有胶囊内窥镜的载波信号存在的方法为:所述胶囊内窥镜的内核芯片将采集到的模拟图像信号进行编码,在每帧数据的帧头包含一个唯一的ID信息,记录仪接收到空间电磁波信号后,进行CRC校验后,判断所接收的信号是否全都包含所述ID信息,如果是则表示该频点上有且仅有胶囊内窥镜的载波信号存在;否则表示还有其它载波信号存在。
5.一种胶囊内窥镜图像传输系统,其特征在于,包括胶囊内窥镜、无线通信单元和记录仪,所述记录仪包括全向天线接收通道和多个定向天线收发通道,所述胶囊内窥镜、无线通信单元和记录仪按权利要求1-4任一项所述的胶囊内窥镜图像信息传输频率自适应方法进行数据传输。
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