CN112075912A - 胶囊内窥镜、内窥镜系统和用于内窥镜的图像获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种胶囊内窥镜、内窥镜系统和用于内窥镜的图像获取方法。该胶囊内窥镜包括：外壳；图像采集系统包括镜头和图像处理装置；视角控制装置与图像采集系统连接，根据胶囊内窥镜的姿态信息控制胶囊内窥镜的视场角模式，胶囊内窥镜处于不同的视场角模式时，图像采集系统获取不同视场角范围内的图像；镜头设置于胶囊内窥镜端部，通过入瞳视场角获取第一图像信息；图像处理装置根据视场角模式处理第一图像信息得到第二图像信息。根据本发明实施例的胶囊内窥镜、内窥镜系统和图像获取方法，能够切换视场角模式，获取更高质量的图像，减小图像的畸变，便于图像拼接；同时减少了数据传输量。

Description

胶囊内窥镜、内窥镜系统和用于内窥镜的图像获取方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种胶囊内窥镜、内窥镜系统和用于内窥镜的图像获取方法。

背景技术

目前，由于利用胶囊内窥镜拍摄图像供医疗诊断具有无痛、无创伤的优势，因此胶囊内窥镜被逐渐应用于临床诊断中。

现有的胶囊内窥镜包括外壳、镜头、磁体、电池和天线。胶囊内窥镜被受检者口服后，进入胃或肠道中，通过其镜头近距离拍摄胃内壁或肠内壁等的图像，并将拍摄的图像通过天线传输到体外，进而方便医生进行临床诊断。在外部磁体控制下，磁体可带着胶囊内窥镜移动。为了能够全面地获取图像数据，镜头的视场角往往选择在100°至130°之间，而过大的视场角会导致边缘视场的成像质量差，例如边缘图像失真而影响获取的图像的清晰度等。

胶囊内窥镜在拍摄图像时，图像的清晰度直接影响医务人员的判断。同时，保证胶囊内窥镜拍摄过程中的图像完整性，也能够辅助医务人员精准定位病灶所在。但是，现有胶囊内窥镜的镜头功能往往比较单一，无法很好的兼顾图像获取的清晰度和完整性。

此外，由于较大视场角拍摄得到的图像的数据量较大，因此导致胶囊内窥镜与外部设备之间的数据传输量较大并且数据传输速度较慢。

因此，亟需一种新的胶囊内窥镜、内窥镜系统和用于内窥镜的图像获取方法，能够兼顾图像获取的清晰度和完整性。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种胶囊内窥镜、内窥镜系统和用于内窥镜的图像获取方法，能够兼顾图像获取的清晰度和完整性。

根据本发明的一方面，提供一种胶囊内窥镜，包括：

外壳，形成封闭腔体；

图像采集系统，位于所述外壳内，用于采集图像，包括镜头和图像处理装置，并且所述镜头和所述图像处理装置连接；

视角控制装置，与所述图像采集系统连接，根据所述胶囊内窥镜的姿态信息控制所述胶囊内窥镜的视场角模式；

所述镜头设置于胶囊内窥镜端部，所述镜头通其入瞳视场角获取第一图像信息；

所述图像处理装置设置于所述外壳内，根据所述视场角模式处理所述第一图像信息得到第二图像信息；

所述胶囊内窥镜至少能够处于两种不同的视场角模式，所述胶囊内窥镜处于不同的视场角模式时，所述图像采集系统获取不同视场角范围内的图像。

优选地，所述镜头的所述入瞳视场角包括角度不同的第一入瞳视场角和第二入瞳视场角。

优选地，视场角模式包括第一视场角模式和第二视场角模式；

在所述第一视场角模式下，所述图像处理装置根据所述第一视场角范围处理所述第一图像信息，得到所述第二图像信息；

在所述第二视场角模式下，所述图像处理装置根据所述第二视场角范围处理所述第一图像信息，得到所述第二图像信息；

所述第二视场角小于所述第一视场角。

优选地，所述第一视场角小于或等于所述镜头的入瞳视场角，所述第二视场角小于所述第一视场角。

优选地，所述第二视场角大于或等于90°，所述第一视场角介于90°-150°，

优选地，所述第一视场角与所述第二视场角之间的角度差值大于或等于20°。

优选地，所述第一入瞳视场角为90°～150°，第二入瞳视场角为60°～90°。

优选地，在所述第二视场角模式下，所述图像处理装置对不同方向上第二视场角范围内的所述图像信息进行拼接处理。

优选地，所述胶视场角模式还包括第三视场角模式，所述视场角调节装置控制所述胶囊内窥镜在所述第三视场角模式下，采集第三视场角范围内的图像，并且所述第三视场角小于所述第二视场角，该第三视场角为60°～90°。

根据本发明的另一方面，提供了一种内窥镜系统，包括：

如前所述的胶囊内窥镜；

控制装置，提供所述姿态信息，以控制所述胶囊内窥镜的位置和/或姿态和/或所述视场角模式；以及

接收装置，用于接收所述胶囊内窥镜采集到的所述图像。

优选地，所述接收装置对接收到的所述图像进行拼接处理。

根据本发明的再一方面，提供了一种用于内窥镜的图像获取方法，包括以下步骤：

在第一视场角模式下，获取第一视场角范围内的图像；

在第二视场角模式下，获取至少一个方向上第二视场角范围内的图像；

其中，根据所述内窥镜的姿态信息控制所述内窥镜的视场角模式；所述第一视场角与所述第二视场角不同。

优选地，还包括以下步骤：

对不同方向上获取的所述第二视场角范围内的所述图像进行拼接处理。

根据本发明实施例的胶囊内窥镜、内窥镜系统和用于内窥镜的图像获取方法，包括两种视场角模式，在第二视场角模式下，只取部分中间图像部分，减少了数据的传输量；并且减小了图像的畸变，有利于得到更加清晰的图像和进行图像拼接。

根据本发明实施例的胶囊内窥镜、内窥镜系统和用于内窥镜的图像获取方法，通过磁控和规范的视场角、分辨力参数，保证胶囊内窥镜获得高清的图像质量，同时保证对检测部位的完整性检测，不会出现漏检的情况。

根据本发明实施例的胶囊内窥镜、内窥镜系统和用于内窥镜的图像获取方法，对要传输的图像进行了筛选、处理，减少了图像传输的数据量。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本发明实施例的胶囊内窥镜的示意图；

图2为本发明实施例的另一种胶囊内窥镜的示意图；

图3为本发明实施例的双镜头胶囊内窥镜的示意图；

图4为本发明实施例的胶囊内窥镜的成像入瞳视场角示意图；

图5为本发明实施例的胶囊内窥镜的两种视场角观测模式示意图；

图6为本发明实施例的胶囊内窥镜在工作环境中的姿态示意图；

图7为本发明实施例的胶囊内窥镜的姿态切换示意图；

图8为本发明实施例的胶囊内窥镜在0mm观测的分辨力板测试结果图；

图9为本发明实施例的胶囊内窥镜在30mm观测的分辨力板测试结果图；

图10为本发明实施例的胶囊内窥镜的光源分布示意图；

图11为本发明实施例的内窥镜系统的示意图；

图12为本发明实施例的用于内窥镜的图像获取方法的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

对胶囊内窥镜来说，视场角决定了胶囊内窥镜的观测视野大小，其视场角越大，胶囊内窥镜观测的视野越大，反之亦然。在现有技术中，为了确保获取图像的全面性，胶囊内窥镜的镜头的入瞳视场角通常不小于90°。但当胶囊内窥镜的视场角过大时，成像的质量反而下降，出现了例如清晰度降低、畸变等问题，其中边缘视场采集到的图像的质量下降尤为严重。此外，过大的视场角采集到的图像信息的数据量也随之增大，影响了数据传输速度，增加了数据处理难度。

为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种胶囊内窥镜10。如图1-12所示，根据本发明实施例，胶囊内窥镜10包括外壳100、图像采集系统、磁体300、电池400、天线500和视角控制装置600。

其中，图像采集系统位于外壳100内，用于采集图像。该图像采集系统包括设置于胶囊内窥镜10端部的镜头200和位于所述外壳100内的图像处理装置700。视角控制装置600与图像采集系统连接，能够根据胶囊内窥镜10的姿态信息控制胶囊内窥镜10的视场角模式。上述的视场角模式至少包括两种不同的视场角模式，并且胶囊内窥镜10处于不同的视场角模式时，图像采集系统采集不同的视场角范围内的图像。

外壳100形成一个封闭的腔体，用于容纳胶囊内窥镜10的不同功能器件，并使功能器件与外部环境隔离。

镜头200设置在外壳100内，位于胶囊内窥镜10的一端，用于获取第一图像信息，其自身的视场角称为入瞳视场角。外壳100端部采用透明材料制成，以确保镜头200获得壳体100外部的图像。具体来说，在本发明中镜头200所指的是透镜组件(未图示)和感光元件(未图示)。可选地，感光元件为CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)，用于感光成像。该感光元件沿着光线进入镜头200的方向设置于透镜组件的后方。其中，CMOS是一种应用于制作数码影像器材的感光元件，通过将光转化为电子(或电荷)再处理成电子信号的原理来进行影像数据的保存。

磁体300设置在外壳100内。控制设备30位于胶囊内窥镜10外部，用于调节胶囊内窥镜10的姿态信息，实现胶囊内窥镜10不同方位、姿态的控制。可选地，根据胶囊内窥镜10的姿态信息，控制设备30中的外部磁体(未图示)对磁体300提供特定方向和/或大小的磁力牵引。

电池400设置在外壳100内，为胶囊内窥镜10供电，以使胶囊内窥镜10中的各个耗电器件可以正常工作。

天线500设置在外壳100内，将图像采集系统通过镜头200采集的图像发送至外界。可选地，天线500置于胶囊内窥镜10的外壳100内，与外部控制设备30/或接收装置20进行信号通讯。优选地，天线500的长度L需满足₄ ¹λ，λ为辐射射频的波长，例如对于2.4G的信号，λ优选为125mm。在一具体实施例中，天线500的长度优选为31mm。

在本发明的实施例中，以胶囊内窥镜10的视场角模式包括第一视场角模式和第二视场角模式为例进行说明。在第一视场角模式下，图像采集系统采集第一视场角范围内的图像；在第二视场角模式下，图像采集系统获取第二视场角范围内的图像。其中，第一视场角大于第二视场角不同。

视角控制装置600设置在外壳100内，用于根据胶囊内窥镜10的姿态信息控制胶囊内窥镜10的视场角模式。参见图5所示，胶囊内窥镜10的视场角模式包括第一视场角模式和第二视场角模式。根据本发明一实施例，胶囊内窥镜10在第一视场角模式下，获取第一视场角范围内的图像；在第二视场角模式下，胶囊内窥镜10获取第二视场角范围内的图像。

如图4和图5所示，根据本发明实施例的胶囊内窥镜10的成像的入瞳视场角为一个锥形区域。在本实施例中，第一视场角小于或等于镜头的入瞳视场角，第二视场角小于第一视场角，并且第二视场角大于90°，第一视场角介于90°-150°，其中，镜头200的入瞳视场角大于90°。第一视场角范围501为一锥形区域，第二视场角范围502为另一锥形区域。如图5所示，第一视场角范围501的区域大于第二视场角范围502的区域。

具体地，在一实施例中，第一视场角FOV1和第二视场角FOV2满足：90°＜FOV1≤100°，90°≤FOV2＜FOV1。在另一实施例中，第一视场角FOV1和第二视场角FOV2满足：90°＜FOV1≤110°，90°≤FOV2＜FOV1。在又一实施例中，第一视场角FOV1和第二视场角FOV2满足：90°＜FOV1≤120°，90°≤FOV2＜FOV1。在另一实施例中，第一视场角FOV1和第二视场角FOV2满足：90°＜FOV1≤130°，90°≤FOV2＜FOV1。在另一实施例中，第一视场角FOV1和第二视场角FOV2满足：90°＜FOV1≤140°，90°≤FOV2＜FOV1。在另一实施例中，第一视场角FOV1和第二视场角FOV2满足：90°＜FOV1≤150°，90°≤FOV2＜FOV1。

在本发明的优选实施例中，第一视场角与第二视场角之间的角度差值大于或等于20°，即，第一视场角FOV1和第二视场角FOV2满足：110°≤FOV1≤150°，90°≤FOV2≤FOV1且FOV1-FOV2≥20°，从而确保提供第二视场角模式下获取的图像受畸变影响更小，更具针对性，且由于数据量小更利于数据传输。

在本发明的实施例中，胶囊内窥镜10的姿态信息例如包括胶囊内窥镜10的位置信息、胶囊内窥镜10的朝向信息(例如镜头200的朝向信息)、胶囊内窥镜10的视场角信息中的至少一种。

在本发明的实施例中，视角控制装置600用于控制胶囊内窥镜10的视场角，其中胶囊内窥镜10的视场角即获取图像采集系统最终得到的图像的视场角。可选地，视角控制装置600可根据姿态信息发出第一控制信号和第二控制信号至图像采集系统。在第一控制信号的控制下，胶囊内窥镜10在第一视场角模式下工作，采集第一视场角范围内的图像。在第二控制信号的控制下，采集第二视场角范围内的图像。

在一个可选实施例中，第一控制信号为空信号，即在镜头200不受视角控制装置600的控制时，视为视角控制装置600提供了第一控制信号，从而控制胶囊内窥镜10在第一视场角模式下工作，获取第一视场角范围内的图像。

在本发明的一个可选实施例中，胶囊内窥镜10例如用于胃部图像的拍摄，镜头200的视场角例如为100°(±10°)，与被拍摄位置之间的距离为0mm～30mm。镜头200的近点距离为0mm，远点距离为30mm。在一实施例中，镜头200与被拍摄位置之间的距离为0mm～10mm。在另一实施例中，镜头200与被拍摄位置之间的距离为0mm～20mm。在一实施例中，镜头200与被拍摄位置之间的距离为0mm～10mm。在另一实施例中，镜头200与被拍摄位置之间的距离为10mm～30mm。在另一实施例中，镜头200与被拍摄位置之间的距离为20mm～30mm。在另一实施例中，镜头200与被拍摄位置之间的距离为10mm～20mm。磁体300位于外壳内，受姿态信息的控制，在控制设备30的外部磁体的磁力牵引下，实现胶囊内窥镜10不同方位、姿态的控制。

在本发明的一个可选实施例中，在姿态信息的控制下，胶囊内窥镜10的图像采集模式包括被动胶囊模式和主动控制模式。

胶囊内窥镜10切换被动胶囊模式时视角控制装置600提供第一控制信号，大视场角(即第一视场角)图像输出。

胶囊内窥镜10切换主动控制模式时，视角控制装置600提供第二控制信号，胶囊内窥镜10只对外界输出大视场角范围内中心区域(即第二视场角)的图像，第二视场角例如选自90°-130°的范围内且小于第一视场角。优选地，主动控制模式下，在姿态信息的控制下对胶囊内窥镜10进行偏转，图像采集系统采集至少例如上、下、左、右四个方向上的图像，从而可以进行全空间检测。

在本发明的上述实施例中，通过对需要传输的图像进行了筛选和处理，有效地减少了图像传输的数据量，提高了胶囊内窥镜10数据传输的效率。并且，在控制设备30的外部磁体的磁力吸引下，通过调节胶囊内窥镜10的视场角大小和镜头与被拍摄物之间的距离，实现了胶囊内窥镜10对检测部位的清晰拍摄。

在本发明的实施例中，参见图2所示，图像采集系统包括镜头200以及图像处理装置700，该图像处理装置700与镜头200相连接以进行信息传输，并且图像处理装置700对第一图像信息进行处理得到第二图像信息。其中，图像处理装置700处理前的第一图像信息，即镜头200通过入瞳视场角获取的信息，在对应的控制信号的控制下，图像处理装置700处理第一图像信息得到相应的视场角对应的第二图像信息，并通过天线500进行传输。该第二图像信息可以理解为：根据预设第二视场角的范围处理第一图像信息得到的信息。

在一个优选实施例中，镜头200将采集到的第一图像信息发送至图像处理装置700进行处理，由图像处理装置700将处理得到的第二图像通过天线500发送至外界。

在一具体实施例中，视角控制装置600与图像处理装置700相连接。以胶囊内窥镜包括第一视场角模式和第二视场角为例，天线500与图像处理装置700相连接，以将第二图像信息发送至外界。视角控制装置600可根据姿态信息发出第一控制信号和/或第二控制信号。在第一控制信号的控制下，图像处理装置700将接收到的通过镜头200获取的第一图像信息(入瞳视场角范围内的图像信息)中的一部分(第一视场角范围内的图像信息)处理为第二图像信息，并通过天线500发送出去。在第二控制信号的控制下，图像处理装置700将接收到的第一图像信息(入瞳视场角范围内的图像信息)中的一部分(第二视场角范围内的图像信息)处理为第二图像信息，通过天线500发送出去。并且，第一视场角的视野范围大于第二视场角的视野范围。

根据本发明的实施例，胶囊内窥镜10例如包括一个位于胶囊内窥镜10端部的镜头200，该镜头200自身的视场角(入瞳视场角)为90°-150°，且该入瞳视场角不可调节。在视角控制装置600提供的第一控制信号的控制下，天线500向外界发送110°的视场角(第一视场角)对应的图像。在视角控制装置600提供的第二控制信号的控制下，天线500发送90°视场角(第二视场角)对应的图像，此时，镜头200仍然采集入瞳视场角范围内的图像。

此外，图像处理装置700的处理还包括对第二图像信息进行图像编码处理，而便于将图像发送至外界。

为了更灵活、精确地获取图像，在本发明的一个可选实施例中，胶囊内窥镜10的镜头的入瞳视场角可调节。在本实施例镜头200的入瞳视场角可以包括多个不同角度的入瞳视场角，以入瞳视场角包括第一入瞳视场角和第二入瞳视场角为例进行说明。

当镜头200的入瞳视场角调节为第一入瞳视场角时，镜头200通过第一入瞳视场角获取第一入瞳视场角范围内的第一图像信息。图像处理装置700将该第一图像信息中的一部分(第一视场角范围内的图像信息)处理为第二图像信息，并通过天线500发送出去。其中，第一视场小于或等于第一入瞳视场角。类似地，当镜头200的入瞳视场角调节至第二入瞳视场角时，镜头200可通过第二入瞳视场角获取第二入瞳视场角范围内的第一图像信息，并发送至图像处理装置700。图像处理装置700将接收到的该第一图像信息中的一部分(第二视场角范围内的图像信息)处理为第二图像信息，并通过天线500发送出去，其中，第二入瞳视场角大于第二视场角。具体地，第一入瞳视场角为90°-150°，第二入瞳视场角为60°-90°。在本实施例中，在定位到观测点后，通过小视场角能够进行更精细地观察，获取更高质量的图像。

在本发明的实施例中，如图6和图7所示，控制设备30与胶囊内窥镜10之间的磁力作用可以使得胶囊内窥镜10处于特定的姿态。在姿态信息的控制下，通过外部磁体控制胶囊内窥镜10实现4个姿态的切换，包括：胶囊内窥镜10与腔体环境的腔壁或管道环境的管壁平行且镜头200向左、胶囊内窥镜10与腔体环境的腔壁或管道环境的管壁平行且镜头向右、胶囊内窥镜10与腔体环境的腔壁或管道环境的管壁垂直且镜头200向上以及胶囊内窥镜10与腔体环境的腔壁或管道环境的管壁垂直且镜头200向下。在视场角大于或等于90°的情况下，图7所示的4个姿态便可实现全范围检测。需要说明的是，当腔体环境的腔壁或曲面环境的管壁为曲面时，胶囊内窥镜10与该曲面垂直，即胶囊内窥镜10的轴线垂直于或接近垂直于该曲面与该轴线交点处的切平面，胶囊内窥镜10与该曲面平行，即胶囊内窥镜10的轴线平行于或接近平行于该曲面于该轴线交点处的切平面。

当胶囊内窥镜10在胃部、肠部或是其他部位时，可以被外部磁体主动控制，胶囊内窥镜10受外部磁体的作用，可以实现不同姿态的图像采集。因而，在视场角不小于90°的情况下，通过外部磁体控制胶囊内窥镜10移动四个方位(例如图7所示的四个方位)，就可以对360°全空间的检测。不小于90°的视场角是满足胶囊内窥镜10的使用需求的。

具体地，镜头200的入瞳视场角大于或等于90°，例如为100°。视角控制装置600提供第一控制信号时(胶囊内窥镜10处于被动胶囊模式时)，选取全部的图像(100°视场角以内的部分)，能够得到更全面的图像。胶囊内窥镜10在主动控制模式时(视角控制装置600提供第二控制信号)，只选取部分中间区域的图像部分，例如选取90°视场角以内的部分。可选地，对胶囊内窥镜10在不同方向下获取的图像进行图像拼接。

在本发明的一个可选实施例中，图像处理装置700与镜头200相连接以接收镜头200获取的第一图像信息，在视角控制装置600提供第二控制信号时，只选取部分中间区域的图像部分。结合图7所示，在第二控制信号下，获得四个方向的图像。需要说明的是，上述实施例中获得四个方向的图像针对视场角为90°时的情况，根据本发明不同的实施例，上述方向可以是多个，角度也可以小于90°。

在一个可选的实施例中，胶囊内窥镜10处于第二视场角模式时，图像处理装置700对不同方向上第二视场角范围内的图像信息进行拼接处理，得到全空间的图像。优选地，图像处理装置700通过拼接处理能够能够获得360°拍摄的图像信息，从而辅助进行全面观察。

在本发明的上述实施例中，在主动控制模式下，只选取镜头200的入瞳视场角范围内中间区域的图像部分，能够减小畸变，并且便于图像拼接，同时有效减少数据传输量。根据本发明实施例的胶囊内窥镜10能够优化对胃、小肠等的图像采集。

在本发明的上述实施例中，胶囊内窥镜10拍摄图像的视场，可以根据视角控制装置600的控制来切换，通过不同的视场角针对不同图像采集场景的应用，可以达到兼顾全面观测和图像质量的效果。

关于胶囊内窥镜10的工作距离，胶囊内窥镜10主要利用0mm-30mm的近点距离进行图像采集，主要是因为胶囊内窥镜10在近工作距离的范围内分辨力高，在0mm能够分辨11.31lp/mm的病灶，在30mm能够分辨2lp/mm的病灶。在本发明的一个可选实施例中，在姿态信息的控制下，借助于控制设备30，胶囊内窥镜10可以先远距离观测胃部，确定疑似病灶的观测区域，再通过控制设备30控制，将胶囊内窥镜10镜头移进到观测区域，进一步精细观测。图8示出了根据本发明实施例的胶囊内窥镜10在0mm观测的分辨力板测试结果图，即胶囊内窥镜10位于近点距离时的测试结果图。图9示出了根据本发明实施例的胶囊内窥镜10在30mm观测的分辨力板测试结果图，即胶囊内窥镜10位于远点距离时的测试结果图。

在本发明的一实施例中，如图10所示，胶囊内窥镜10内设有光源800。其中，光源800可以为多个，设置在外壳100内，并环绕镜头200四周排列。光源800例如为LED(发光二极管)灯珠。优选地，LED灯珠个数不小于3，以保证照明场的均匀度。优选地，LED灯珠均匀地间隔放置于镜头200的周围。

具体地，光源800为5个均匀分布的LED灯珠。在保证照明场的均匀度的情况下，节约印刷电路板的空间和功耗。

在本发明的一个可选实施例中，胶囊内窥镜10还包括光电开关900。光电开关设置在镜头200的一侧，用于启动胶囊内窥镜10。

在本发明的一个可选实施例中，胶囊内窥镜10还包括加速度传感器，用于实时记录胶囊内窥镜10方位。

在本发明的可选实施例中，使胶囊内窥镜10两端设有两个镜头200，从而可两个镜头来成像，保证观测的范围更加全面，获取图像的效率更高。

在本发明的一个可选实施例中，胶囊内窥镜10还包括ASIC(专用集成电路)芯片，用于数据处理和实时控制。可选地，视角控制装置600和图像处理装置700均位于ASIC芯片。

参见图3所示，在本发明的一实施例中，图像采集系统包括至少一个镜头200。具体地，以图像采集系统包括第一镜头201和第二镜头202为例，第一镜头201位于胶囊内窥镜10的一端，用于获取第一方向上的图像信息，即图像采集系统通过第一镜头201采集第一方向上的图像信息。第二镜头202位于胶囊内窥镜10的另一端，用于获取第二方向上的图像信息，即图像采集系统通过第一镜头201采集第一方向上的图像信息。优选地，第一镜头201位于胶囊内窥镜10的一端，用于获取胶囊内窥镜10第一方向上的图像信息。第二镜头202位于胶囊内窥镜10的另一端，用于获取胶囊内窥镜10第二方向上的图像信息。图像处理装置700与镜头200相连接，以接收镜头200获取的图像信息，并对图像信息进行处理。需要说明的是，镜头200的数量和布置，可根据检测区域的特点进行选择、设计。在本实施例中，第一方向和第二方向为沿着胶囊内窥镜10轴向的相背的两个方向。在本申请的其他实施例中，第一方向和第二方向还可以采用其他的设计，在此不再赘述。

在本发明的上述实施例中，使用胶囊内窥镜10两端的两个镜头来成像，保证观测的范围更加全面，获取图像信息的效率更高。

需要说明的是，在本发明的上述实施例中，第一视场角模式和第二视场角模式仅为示性的表述。而在本发明的其他实施例中，视角调节装置600还可以调节胶囊内窥镜10在更多不同的视场角模式之间进行切换。根据本发明的其他实施例，胶囊内窥镜10还包括第三视场角模式，视场角调节装置600通过第三控制信号控制胶囊内窥镜10在该视场角模式下，采集第三视场角范围内的图像，并且第三视场角小于第二视场角，例如第三视场角在60°-90°的范围内取值，从而针对局部区域获取更有针对性的图像。并且，由于图像的视场角较小，因此图像的数据量也比较小，因此能够在确保数据传输速度的同时，减少对图片的而压缩，以提高图片的质量。优选地，在一实施例中，第三视场角FOV3满足：80°≤FOV3≤90°。在另一实施例中，第三视场角FOV3满足：70°≤FOV3≤90°。在再一实施例中，第三视场角FOV3满足：60°≤FOV3≤90°。

如图11所示，本发明的实施例还提供了一种内窥镜系统。该内窥镜系统包括胶囊内窥镜10、接收装置20和控制设备30。胶囊内窥镜10用于获取图像，并将图像发送至接收装置20。接收装置20用于接收胶囊内窥镜10发送的图像。

控制设备30提供姿态信息，用于控制胶囊内窥镜10的位置、朝向、视场角模式等。控制设备30例如包括外部磁体。磁体300受外部磁体的磁力牵引，实现胶囊内窥镜10不同方位、姿态的控制。

在本发明的一个可选实施例中，接收装置20接收胶囊内窥镜10发送的图像，并对图像进行拼接处理。

图12示出了本发明实施例的用于胶囊内窥镜的图像获取方法的方法流程图。根据本实施例，用于内窥镜的图像获取方法包括以下步骤。

在步骤S101中，在第一视场角模式下，采集第一视场角范围内的图像。

根据胶囊内窥镜10的姿态信息控制胶囊内窥镜10的视场角模式。在第一视场角模式下，图像采集系统中的镜头200采集第一图像信息，图像处理装置700根据该第一图像信息处理得到第一视场角范围对应的第二图像信息。

在步骤S102中，在第二视场角模式下，采集至少一个方向上第二视场角范围内的图像。

根据胶囊内窥镜10的姿态信息控制胶囊内窥镜的视场角模式。在第二视场角模式下，图像采集系统中的镜头200采集一个方向上的第一图像信息，图像处理装置700根据该第一图像信息处理得到第二视场角范围对应的第二图像信息。根据胶囊内窥镜10的姿态信息，控制胶囊内窥镜10运动，使之朝向另一个方向，并通过图像采集系统获取另一个方向上第二视场角范围内的第二图像信息。

需要特别说明的是，上述步骤S101和步骤S102并无顺序上的强制要求，即顺序也可以是先执行步骤S102，再执行步骤S101。其中，第一视场角的范围不小于第二视场角的范围。

在步骤S103中，对不同方向上获取的第二视场角范围内的第二图像进行拼接处理。

在获取了多个方向下第二视场角范围内的第二图像信息的情况下，对不同方向下的第二图像信息进行拼接，得到更大范围内的全空间图像。上述拼接处理，可以在图像处理装置700和/或接收装置20中完成。

需要特别说明的是，步骤S103并不是必须的步骤。

在本发明的一个可选实施例中，根据姿态信息能够调整胶囊内窥镜10的位置、朝向、和/或视场角模式，采集到不同方向上第二视场角范围内的图像，并对不同方向上的图像进行拼接处理。

在本发明的一个可选实施例中，例如是使用胶囊内窥镜10检测胃部。在姿态信息的控制下，控制设备30(例如为外部磁体)先使胶囊内窥镜10远距离观测胃部，并通过胶囊内窥镜10获得第一视场角范围内的图像。对于想要进一步观测的区域(例如为疑似病灶区域)，在姿态信息的控制下通过控制设备30驱动胶囊内窥镜10的镜头200移进到进一步观测的区域，进一步精细观测，通过胶囊内窥镜10获得第二视场角范围内的图像。为了获得局部地区(第一区域)完整、清晰的图像，可以获取局部地区(第一区域)不同位置上第二视场角范围内的图像，并通过拼接得到局部地区(第一区域)完整、清晰的图像。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (13)

1.一种胶囊内窥镜，其特征在于，包括：

外壳，形成封闭腔体；

图像采集系统，位于所述外壳内，用于采集图像，包括镜头和图像处理装置，并且所述镜头和所述图像处理装置连接；

视角控制装置，与所述图像采集系统连接，根据所述胶囊内窥镜的姿态信息控制所述胶囊内窥镜的视场角模式；

所述镜头设置于胶囊内窥镜端部，所述镜头通其入瞳视场角获取第一图像信息；

所述图像处理装置设置于所述外壳内，根据所述视场角模式处理所述第一图像信息得到第二图像信息；

所述胶囊内窥镜至少能够处于两种不同的视场角模式，所述胶囊内窥镜处于不同的视场角模式时，所述图像采集系统获取不同视场角范围内的图像。

2.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述镜头的所述入瞳视场角包括角度不同的第一入瞳视场角和第二入瞳视场角。

3.根据权利要求1或2任一项所述的胶囊内窥镜，其特征在于，视场角模式包括第一视场角模式和第二视场角模式；

在所述第一视场角模式下，所述图像处理装置根据所述第一视场角范围处理所述第一图像信息，得到所述第二图像信息；

在所述第二视场角模式下，所述图像处理装置根据所述第二视场角范围处理所述第一图像信息，得到所述第二图像信息；

所述第二视场角小于所述第一视场角。

4.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述第一视场角小于或等于所述镜头的入瞳视场角，所述第二视场角小于所述第一视场角。

5.根据权利要求4所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述第二视场角大于或等于90°，所述第一视场角介于90°-150°。

6.根据群里要求5所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述第一视场角与所述第二视场角之间的角度差值大于或等于20°。

7.根据权利要求2所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述第一入瞳视场角为90°～150°，第二入瞳视场角为60°～90°。

8.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜，其特征在于，在所述第二视场角模式下，所述图像处理装置对不同方向上第二视场角范围内的所述图像信息进行拼接处理。

9.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述胶视场角模式还包括第三视场角模式，所述视场角调节装置控制所述胶囊内窥镜在所述第三视场角模式下，采集第三视场角范围内的图像，并且所述第三视场角小于所述第二视场角，该第三视场角为60°～90°。

10.一种内窥镜系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的胶囊内窥镜；

控制装置，提供所述姿态信息，以控制所述胶囊内窥镜的位置和/或姿态和/或所述视场角模式；以及

接收装置，用于接收所述胶囊内窥镜采集到的所述图像。

11.根据权利要求10所述的内窥镜系统，其特征在于，所述接收装置对接收到的所述图像进行拼接处理。

12.一种用于内窥镜的图像获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

在第一视场角模式下，获取第一视场角范围内的图像；

在第二视场角模式下，获取至少一个方向上第二视场角范围内的图像；

其中，根据所述内窥镜的姿态信息控制所述内窥镜的视场角模式；所述第一视场角与所述第二视场角不同。

13.根据权利要求12所述的图像获取方法，其特征在于，还包括以下步骤：

对不同方向上获取的所述第二视场角范围内的所述图像进行拼接处理。

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