ES2315283T3

ES2315283T3 - Sistema para controlar la velocidad de visualizacion para camaras in vitro.

Info

Publication number: ES2315283T3
Application number: ES01929965T
Authority: ES
Inventors: Arkady Glukhovsky; Gavriel Meron; Doron Adler; Ofra Zinati; Jerome Avron
Original assignee: Given Imaging Ltd
Current assignee: Given Imaging Ltd
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2021-05-14
Also published as: EP2000077A1; US9215973B2; EP1401512B1; WO2001087377A2; IL143117A0; US7022067B2; EP1401512A4; AU5664001A; US6709387B1; JP4864534B2; WO2001087377A3; US20150305605A1; US8368770B2; US20040073087A1; EP1401512A2; IL172918A0; US20130211255A1; ATE555712T1; ATE410952T1; US20120200684A1

Abstract

Un sistema de procesamiento para procesar la salida de un sistema de cámara in vivo (10), comprendiendo el sistema: Una unidad de almacenamiento de fotogramas (19; 119) para almacenar los fotogramas de salida de dicho sistema de cámara (10); Un procesador de imágenes (14; 214; 314) adaptado para comparar al menos dos fotogramas de dicha salida para determinar la extensión de su similaridad y adaptado para originar la visualización de fotogramas de imagen recibidos de la unidad de almacenamiento de fotogramas (19; 119) a una velocidad de visualización de fotogramas correspondiente a la extensión de la similaridad determinada caracterizado porque dicha velocidad de visualización de fotogramas será más lenta cuando los fotogramas sean generalmente diferentes y más rápida cuando los fotogramas sean generalmente similares.

Description

Sistema para controlar la velocidad de visualización para cámaras in vivo.

Ámbito de la invención

La presente invención hace referencia de forma general a un sistema de cámara in vivo y, en particular, a un sistema para controlar la velocidad de captura de fotogramas y la velocidad de visualización de fotogramas de imágenes producidas por un sistema de cámara de este tipo.

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Antecedentes de la invención

Algunos sistemas de medida in vivo son conocidos en el estado del arte. Incluyen cápsulas electrónicas ingeribles que recogen datos y que transmiten los datos a un sistema receptor. Estas cápsulas intestinales, desplazadas a través del sistema digestivo por la acción de la peristalsis, se emplean para medir el pH (cápsulas "Heidelberg"), temperatura (cápsulas "CoreTemp") y presión a través del tracto gastrointestinal (GI). Se han empleado también para medir el tiempo de residencia gástrico, que es el tiempo que le lleva a la comida pasar a través del estómago e intestinos. Estas cápsulas intestinales típicamente incluyen un sistema de medición y un sistema de transmisión, donde un transmisor transmite los datos medidos en radiofrecuencias a un sistema receptor.

Los endoscopios son otros tipos de dispositivos que obtienen imágenes del tracto gastrointestinal. Actualmente hay dos tipos de endoscopios. Los endoscopios de fibra óptica que se empujan a través del tracto gastrointestinal y utilizan una guía de ondas de fibra óptica para transmitir una señal luminosa desde el área de interés a la electrónica situada fuera del cuerpo del paciente. Los endoscopios de vídeo sitúan una cámara electrónica en el área de interés y transfieren los datos de vídeo a través de un cable flexible a la electrónica situada externamente.

La patente US 5,604,531, asignada al cesionario común de la presente aplicación e incorporada aquí por referencia, enseña un sistema de medida in vivo, en particular un sistema de cámara in vivo, transportado por una cápsula ingerible. Además del sistema de cámara hay un sistema óptico para proyectar un área del tracto gastrointestinal en el generador de imágenes y un transmisor para transmitir la salida de vídeo del sistema de cámara. El sistema global, incluyendo una cápsula que puede pasar a través de todo el tracto digestivo, opera como endoscopio autónomo de vídeo. Proyecta incluso las áreas difíciles de alcanzar del intestino delgado.

Se hace ahora referencia a la Fig. 1 que muestra un diagrama de bloques del sistema de cámara de vídeo in vivo descrito en la US 5,604,531. El sistema captura y transmite imágenes del tracto gastrointestinal a su paso a través del lumen gastrointestinal. El sistema contiene una unidad de almacenamiento 19, un procesador de datos 14, una cámara 10, un transmisor de imágenes 8, un receptor de imágenes 12 (con frecuencia, una red de antenas), que habitualmente incluye una red de antenas, y un monitor de imágenes 18. La unidad de almacenamiento 19, el procesador de datos 14, el monitor de imágenes 18 y el receptor de imágenes 12 están situados fuera del cuerpo del paciente. La cámara 10, al transitar por el tracto gastrointestinal, está en comunicación con el transmisor de imágenes 8 situado en la cápsula 6 y el receptor de imágenes 12 situado fuera del cuerpo. El procesador de datos 14 transfiere los datos de fotograma a/y desde la unidad de almacenamiento 19 mientras que el primero analiza los datos. El procesador 14 transmite también los datos analizados al monitor de imágenes 18 donde un médico los ve. Los datos pueden visualizarse a tiempo real o en alguna fecha posterior.

El número de imágenes que hay que tomar y que han de ser analizadas por el médico es grande. Asumiendo un mínimo de dos imágenes por segundo y un tiempo permanencia de cuatro a cinco horas en el tracto gastrointestinal, la cápsula requeriría 30,000 imágenes durante el tránsito del tracto gastrointestinal. Si se exhiben a 20 fotogramas por segundo (fps) como es estándar, el médico necesitaría aprox. 30 minutos para examinar las imágenes de todo el lumen gastrointestinal.

La aplicación PCT 99/30610 y la aplicación israelí 122602 asignada al cesionario común de la presente aplicación e incorporada aquí por referencia, describen un método para reducir el número de fotogramas capturados por una cámara in vivo, alargando de este modo su vida útil. El método discutido en las anteriores aplicaciones requiere desconectar la cámara 10 de la fuente de potencia cuando el movimiento (velocidad) se encuentre por debajo de un determinado valor umbral.

El documento US-A-372 3644 revela un aparato conforme al preámbulo de la de reivindicación 1.

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Sumario de la presente invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema para minimizar el tiempo para examinar las imágenes tomadas por un sistema de cámara in vivo o por endoscopios. Esto es efectuado por el sistema de la reivindicación 1.

En las reivindicaciones dependientes se describen las ejecuciones favorables.

En una ejecución de la presente invención se describe un sistema de visualización para visualizar la salida de un sistema de cámara in vivo. El sistema incluye una unidad de almacenamiento de fotogramas para almacenar fotogramas del sistema de cámara, y un procesador de imágenes para correlacionar los fotogramas y para determinar la extensión de su similaridad. El procesador genera una velocidad de visualización de fotogramas que será más lenta cuando los fotogramas sean generalmente diferentes y más rápida cuando los fotogramas sean generalmente similares. La ejecución incluye también una unidad de visualización para representar los fotogramas recibidos de la unidad de almacenamiento de fotogramas a la velocidad de visualización de fotogramas. El sistema de visualización descrito puede incluir también un controlador conectado a una unidad de almacenamiento de fotogramas y el procesador de imágenes. El controlador varía entonces la velocidad de visualización de la unidad de visualización citada anteriormente. En la anterior ejecución los, al menos, dos fotogramas pueden ser consecutivos o no consecutivos.

En otra ejecución, un sistema de cámara de vídeo incluye también un sistema de visualización con una unidad de almacenamiento de fotogramas para almacenar al menos dos fotogramas y un procesador de imágenes para determinar la similaridad de al menos dos fotogramas. El procesador genera una velocidad de visualización de fotogramas basada en la similaridad del fotograma. La velocidad de visualización de fotogramas será más lenta cuando los fotogramas sean generalmente diferentes y más rápida cuando los fotogramas sean generalmente similares. La ejecución incluye también una unidad de visualización para representar los fotogramas recibidos del almacenamiento a la velocidad de visualización de fotogramas requerida.

En aún otra ejecución, un sistema de cámara in vivo incluye también un sistema de visualización con una unidad de almacenamiento de fotogramas para almacenar al menos dos fotogramas. El sistema de visualización incluye además un procesador de imágenes para correlacionar al menos dos fotogramas determinando la extensión de su similaridad y para generar una velocidad de visualización de fotogramas basada en esa similaridad. Finalmente, el sistema de visualización incluye una unidad de visualización para representar los fotogramas recibidos del almacenamiento de fotogramas a la velocidad de visualización de fotogramas.

Breve descripción de las figuras

La presente invención se entiende y aprecia más completamente gracias a la siguiente descripción detallada en conjunción con las figuras, en las que:

Fig. 1 es una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema de cámara vídeo in vivo de un estado anterior de la técnica;

Fig. 2 es una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema para modificar la velocidad de captura de fotogramas del sistema de cámara de la Fig. 1 empleando un sensor para determinar los cambios en la velocidad de la cápsula de vídeo;

Fig. 3A es una ilustración de un diagrama de bloques de otra ejecución de la Fig. 2 empleando un acelerómetro como sensor;

Fig. 3B es una ilustración de un diagrama de bloques de otra ejecución de la Fig. 2 empleando un acelerómetro como sensor con el bucle de control y el sensor dentro de la cápsula;

Fig. 4 es una ilustración de un diagrama de bloques de una ejecución alternativa del sistema de la Fig. 1 en la que se comparan los datos de imagen de dos fotogramas consecutivos;

Fig. 5 es una ilustración de un diagrama de bloques para modificar la velocidad de visualización de fotogramas del sistema de cámara de vídeo in vivo de la Fig. 1 comparando los datos de imagen de dos fotogramas consecutivos;

Fig. 6 es una ilustración de un diagrama de bloques de un método para determinar si la cápsula se ha desplazado y si se requiere un cambio en velocidad de visualización de fotogramas;

Fig. 7 son ilustraciones de histograma de una función de diferencia útil para entender el método de la Fig. 6;

Fig. 8A es una ilustración de un diagrama de bloques de un método para modificar tanto la velocidad de visualización de fotogramas como la velocidad de captura de fotogramas, tal y como se describen en las Figs. 4 y 5; y

Fig. 8B es una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema como el de la Fig. 8A pero incluyendo también un procesador de comandos.

Los elementos similares en las diferentes figuras están indicados por números idénticos.

Descripción detallada de las ejecuciones preferentes

El gran volumen de datos recogido por un sistema de cámara in vivo, como el descrito anteriormente, es resultado del largo periodo de tiempo, habitualmente de algunas horas, que necesita la cámara para atravesar el tracto gastrointestinal. La cámara transita el tracto gastrointestinal en ajustes e inicios. El número de imágenes secuenciales similares es muy grande, debido al movimiento intermitente de la cápsula y su largo tiempo de residencia en algunas posiciones. Sería preferible que tales fotogramas duplicados se eliminaran completamente o se redujeran al menos en número. Alternativamente, puede acortarse el tiempo de visualización de los fotogramas individuales, reduciendo el tiempo requerido para ver el flujo de datos de imagen. El presente documento describe un número de maneras de acortar el tiempo de visionado: reduciendo la velocidad de captura de fotogramas (Figs. 2 - 4) y/o reduciendo la velocidad de visualización de fotogramas (Fig. 5).

Debe entenderse que, en todas las discusiones anteriores y posteriores, cuando se utilizan los términos cámara y generador de imágenes, estos son equivalentes. Debe entenderse también que la cámara o generador de imágenes discutido en esta aplicación es capaz de hacer variar su velocidad de captura de fotogramas y/o velocidad de visualización de fotogramas.

Un método para controlar la velocidad de captura de fotogramas es monitorizar la velocidad de la cápsula en el tracto gastrointestinal. Se hace ahora referencia a la Fig. 2, que ilustra, en forma de diagrama de bloques, un sistema para controlar la velocidad de captura de fotogramas de la cámara 10. El sistema comprende un sensor 11, un procesador de datos 14, un controlador de velocidad de captura de fotogramas 17, un transmisor de velocidad de captura de fotogramas 16, un receptor de velocidad de captura 9, cámara 10 y opcionalmente, una base de datos o tabla de búsqueda 15. La cámara 10 y el receptor de velocidad de captura 9 están situados dentro de la cápsula.

El sensor 11, que mide el movimiento directa o indirectamente, es fijo a, o se sitúa dentro de, la cápsula 6 y transmite el valor de una propiedad física relacionada con el movimiento medida al procesador de datos 14. El procesador de datos 14, conjuntamente con la base de datos (o una tabla de búsqueda) 15 a la que está vinculado el procesador 14, determina la velocidad de captura de fotogramas requerida en base a los valores actuales y pasados de la propiedad medida. Cuando la cámara se desplaza lentamente, se necesitará captar menos fotogramas; cuando se mueva rápidamente, habrá que incrementar el número de fotogramas capturados o exhibidos. El procesador de datos 14 proporciona entonces la velocidad de captura calculada al controlador de la velocidad de captura de fotogramas 17, que, sucesivamente, transmite la velocidad a la cámara 10. Para una mayor claridad, la Fig. 2 (así como todas las Figuras posteriores) no muestra el transmisor de imágenes 8 y receptor de imágenes 12 descrito anteriormente, que es el vínculo real entre el sensor 11 y el procesador de datos 14.

En la ejecución anterior se emplea una base de datos o tabla de búsqueda. En otras ejecuciones no se necesita una base de datos o tabla de búsqueda 15 y el procesador 14 calcula la velocidad de captura de fotogramas requerida utilizando directamente una función apropiada.

La Fig. 2 ilustra cómo se transmite la velocidad de captura a la cámara 6. El controlador de captura de fotogramas 17 transfiere la velocidad de captura de fotogramas deseada al transmisor de velocidad de captura de fotogramas 16. Ambos, el controlador 17 y el transmisor 16, se encuentran fuera del cuerpo del paciente. El transmisor 16 transmite información acerca de la velocidad de captura requerida al receptor de la velocidad de captura 9 situado dentro de la cápsula 6. El receptor de la velocidad de captura 9 ajusta entonces la velocidad de captura de fotogramas de la cámara 10.

Un caso especial del sistema de la Fig. 2 se ilustra en la Fig. 3A donde el sensor es un acelerómetro 111, cuya salida es procesada por un integrador 13. El procesador es un procesador de movimiento 114. Los demás elementos son como los mostrados en la Fig. 2. El acelerómetro 111 comunica con el integrador 13. El acelerómetro 111, situado típicamente en el interior de la cápsula 6, determina la aceleración instantánea de la cápsula 6 al desplazarse ésta a través del tracto gastrointestinal. El integrador 13 convierte los datos de aceleración en velocidad. El integrador 13 puede ser un elemento independiente conectado al procesador de movimiento 114 (como en la Fig. 3A) o puede ser parte integral del procesador de movimiento 114. En ambos casos, el integrador 13 transfiere información relativa a la velocidad de la cápsula al procesador de movimiento 114. El procesador de movimiento 114, conjuntamente con la base de datos (o tabla de búsqueda) 15, determina la velocidad de captura de fotogramas requerida. El procesador 114 transmite la velocidad de captura calculada al controlador de la velocidad de captura de fotogramas 17. Tal y como se ha descrito anteriormente (Fig. 2), el controlador de captura de fotogramas 17 transmite la velocidad de captura de fotogramas requerida a través del transmisor de velocidad de captura de fotogramas 16 al receptor de velocidad de captura 9 dentro de la cápsula 6.

En lugar de la base de datos (o tabla de búsqueda) 15 de la Fig. 3A, el procesador de movimiento 114 puede utilizar una función que relacione la velocidad con la velocidad de captura de fotogramas. La función puede emplearse entonces para calcular la velocidad requerida. La función, velocidad de captura vs. Velocidad de la cápsula, será habitualmente monótonamente creciente.

El pequeño acelerómetro 111 empleado en la Fig. 3A puede adquirirse de numerosos proveedores. Un integrador 13 apropiado puede obtenerse también de muchos vendedores diferentes. Alternativamente, un integrador puede construirse utilizando un amplificador operacional o implementarse numéricamente empleando un convertidor A/D y un microprocesador.

En otra ejecución puede omitirse el integrador de la Fig. 3A. En ese caso, pueden procesarse los datos del acelerómetro 111 directamente para determinar la velocidad de captura de fotogramas requerida.

El sistema de la Fig. 1 se ha mostrado y descrito con unidades de procesamiento y almacenamiento fuera del cuerpo, pero no tienen que estar. A través de la miniaturización de los componentes, la mayoría, cuando no todos, los elementos electrónicos de las Figs. 2 y 3A arriba y de las Figs. 4, 5 y 8 abajo, puede fijarse a o colocarse dentro de la cápsula 6 y en comunicación directa con la cámara 10.

De hecho, para las ejecuciones ilustradas en las Figs. 2 y 3A, es posible una ordenación similar pero alterna de los componentes. En referencia a la Fig. 3B, las anteriores ejecuciones podrían tener un sensor 11 (o acelerómetro 111), integrador 13, procesador de datos 14, y controlador de la velocidad de fotograma 17 situados dentro de la cápsula 6 y en comunicación directa con la cámara 10. El transmisor de la velocidad de fotograma 16 y el receptor de velocidad de captura 9 serían entonces superfluos.

Pueden emplearse otros sensores que puedan determinar la velocidad. Un sensor de presión fijo a la cápsula es uno de estos sensores. Cuando crezca la velocidad de la peristalsis, aumentará la velocidad de la cápsula a través del intestino delgado. Un sensor de presión puede detectar la presión peristáltica inducida (y/o variaciones en la presión) ejercida por las paredes del intestino delgado. La relación entre la presión (y/o variaciones en la presión) y la velocidad puede determinarse empíricamente y emplearse entonces para determinar la velocidad de captura de fotogramas.

Si se sitúa al paciente en un campo magnético, la cápsula 6 puede contener una bobina de inducción que opere como sensor de velocidad. El campo magnético induce una corriente en la bobina, cuya magnitud es función de la velocidad de la bobina a través del campo. Los datos sobre la corriente inducida se transmiten al procesador de movimiento 114 y se procesan como en la Fig. 3A.

Mientras que los sensores 11 discutidos con las anteriores Figs. 2 y 3 son sensores in vivo y se fijan directamente a la cápsula 6, pueden emplearse también sensores externos. Una unidad Doppler de ultrasonido rastreando la cápsula de manera continua puede servir como sensor externo. Una unidad de este tipo podría estar en comunicación con el procesador de movimiento 114 que podría procesar los datos de velocidad y convertirlos en una velocidad de captura de fotogramas como la discutida anteriormente. La conversión de los datos Doppler de ultrasonido en datos de velocidad es conocida en el estado del arte. Una vez calculadas las velocidades, puede emplearse una función, una base de datos o tabla de búsqueda para definir la velocidad de captura deseada.

En otra ejecución más, se miden concurrentemente varias características físicas y se utilizan para determinar una velocidad óptima de captura de fotogramas. Esta ejecución requiere multiples sensores 11, cada uno fijo a la cápsula 6, o posiblemente, como con un sensor de ultrasonido, fuera del cuerpo. Cada sensor podría medir una propiedad diferente. Un procesador de datos 14 ó 114 como los de las Figs. 2 y 3, o incluso un juego de procesadores 14, uno para cada propiedad a medir, interpreta los datos y determina una velocidad apropiada de captura de fotogramas. Los análisis efectuados por los varios procesadores son transmitidos a un procesador central de comandos (no representado) donde se combinan sus resultados para obtener una velocidad total óptima de captura de fotogramas. La velocidad total óptima se transmite entonces desde el procesador central de comandos al controlador de la velocidad de captura de fotogramas 17, que la transmite a la cámara 10 de manera idéntica a la descrita con la Fig. 2.

En todas las ejecuciones citadas anteriormente, en las que se determina la velocidad de la cápsula, la conversión de la velocidad datos en la velocidad de captura de fotogramas no requiere necesariamente el empleo de datos digitales. Los datos analógicos proporcionados por el sensor pueden emplearse directamente para determinar la velocidad de captura de fotogramas requerida si se utiliza la circuitería auxiliar analógica apropiada.

Se hace ahora referencia a la Fig. 4 que ilustra otro método para modificar la velocidad de captura de fotogramas. La Fig. 4 muestra la cámara 10, la unidad de almacenamiento 19, un procesador de imágenes 214, un controlador de captura de fotogramas 17 y, opcionalmente, una base de datos o tabla de búsqueda 15. La cámara 10 captura un fotograma que se transmite, tal y como se ha descrito en la Fig.1, a una unidad externa de almacenamiento 19. Las imágenes se almacenan secuencialmente en la unidad 19. Los datos almacenados están comprendidos por una o varias propiedades de píxeles. El color y la intensidad se encuentran entre las propiedades que pueden almacenarse.

El procesador de imágenes 214 recibe las imágenes a comparar de la unidad de almacenamiento 19. El procesador 214 compara cada imagen I_{n} del flujo de datos con su predecesora I_{n-1}. Si el flujo de imágenes es demasiado larga o rápida, pueden compararse imágenes no adyacentes, por ejemplo, la imagen I_{n} con la imagen I_{n-k}, donde k>1. Para esta última ejecución, la velocidad de captura puede calcularse para cada imagen k-ésima, donde k>0. Tal y como se describe más adelante respecto a la Fig. 6, la comparación puede efectuarse en una base píxel-por-píxel o, alternativamente, en una base de cluster de pixeles. En base a la comparación de las dos imágenes, el procesador 214 calcula la velocidad de captura de fotogramas requerida.

El controlador de la velocidad de captura de fotogramas 17 recibe información sobre la velocidad de captura de fotogramas requerida del procesador de imágenes 214. Tal y como se muestra en la Fig. 2 y se ha descrito anteriormente, el controlador 17 transfiere la velocidad de captura de fotogramas requerida a la cámara 10. Para una mayor claridad, los elementos indispensables para esta transferencia no se han incluido en la Fig. 4 pero pueden verse en la Fig. 2.

Todos los métodos discutidos anteriormente se relacionan con la velocidad de captura de fotogramas. Una aproximación alternativa para reducir el tiempo total de presentación del flujo de datos del sistema es utilizar una velocidad variable de visualización de fotogramas. En tales situaciones, la velocidad de captura de fotogramas puede, pero no necesita, mantenerse constante. Cuando el análisis de los píxeles en fotogramas consecutivos indique que la cápsula está en reposo o se desplaza lentamente, las imágenes se visualizan a una velocidad de visualización rápida. Si el análisis indica que la cápsula se desplaza rápidamente a través del tracto gastrointestinal, las imágenes se visualizan más lentamente.

Se hace ahora referencia a la Fig. 5, donde un diagrama de bloques ilustra un sistema de este tipo. El diagrama muestra una cámara 10, una unidad de almacenamiento 119, un procesador de imágenes 314, un controlador de velocidad de visualización de fotogramas 21, un monitor de imágenes 18 y, opcionalmente, una base de datos o tabla de búsqueda 15. La cámara 10 transmite los fotogramas a la unidad de almacenamiento 119. Tras la adquisición de un determinado número de fotogramas y su almacenamiento en el buffer de la unidad de almacenamiento 119, se envían dos fotogramas consecutivos P_{n} y P_{n-1}, al procesador de imágenes 314. Los fotogramas, tanto en una base píxel-por-píxel como de cluster de píxeles, se comparan empleando una función o juego de funciones apropiados. La función será habitualmente monótonamente creciente. El procesador de imágenes 314, en base a su análisis de los fotogramas comparados, transmite la velocidad de visualización de fotogramas requerida al controlador de visualización de fotogramas 21. El controlador de visualización de fotogramas 21 proporciona la velocidad de visualización de fotogramas requerida a la unidad de almacenamiento 119. Esta última libera una imagen P_{m} o imágenes P_{m} a través de P_{m+p} al monitor de imágenes 18. P_{m} puede, pero no necesita, ser fotogramas P_{n} o P_{n-1}. Tal y como se ha discutido anteriormente, debe recordarse que la comparación de fotogramas no necesita efectuarse entre imágenes adyacentes P_{n} y P_{n-1} sino entre P_{n} y P_{n-k}, donde k>1.

Las funciones utilizadas por los procesadores de imágenes 214 y 314 de las Figs. 4 y 5 para efectuar su determinación puede basarse en:

El cálculo de la simple diferencia en una propiedad dada entre los píxeles correspondientes de dos fotogramas, no necesariamente consecutivos;

El cálculo de la función de correlación cruzada entre dos fotogramas, no necesariamente consecutivos; y

El cálculo de las variaciones de las distribuciones estadísticas locales \beta y entre las distribuciones estadísticas locales correspondientes \beta en dos fotogramas, no necesariamente consecutivos.

Las distribuciones estadísticas locales pueden incluir la media, la varianza o la desviación estándar de los clusters de píxeles dados. El cluster de píxeles, por ejemplo, puede ser los pixeles en el cuadrante superior izquierdo (64 x 64 píxeles) de una imagen de 256 x 256. Las anteriores aproximaciones son sólo ilustrativas; pueden emplearse también otras aproximaciones.

Cuando se calcule la velocidad de visualización de la imagen para imágenes no consecutivas, P_{j} y P_{j+k}, donde k > 1, las imágenes P_{j+1} y P_{j+k-1}, entre las imágenes no consecutivas son aceleradas o retardadas como se ha determinado por el cálculo de la velocidad de visualización para los fotogramas P_{j} y Pj+x.

Se hace ahora referencia a la Fig. 6, donde se ilustra un diagrama de bloques de una función que puede emplearse para determinar la velocidad de visualización requerida. La Fig. 6 muestra las operaciones necesarias para comparar las imágenes P_{i} y P_{i+x}, donde x es habitualmente, pero no necesariamente, 1. Inicialmente, se divide cada imagen P_{i} (paso 50) en una multitud de celdas A_{i} (m,n), donde 1<m<M y 1<n<N.

La intensidad media, I_{Ai(m,n)} de cada célula A_{i(m, n)} de la imagen P_{i} es calculada entonces (paso 52) a partir de los datos proporcionados por el receptor de imágenes 12 de la Fig.1. Se determina el valor absoluto de la diferencia D_{i}(k,l) de las intensidades medias | de A_{i} (k,l) y A_{i+x} (k,l) de las correspondientes celdas A(k,l) en los fotogramas P_{i} y P_{i+x} (paso 54). D_{i}(k,l) se define como:

1

Resulta evidente que donde D_{i}(k,l) sea pequeña, la cápsula se estará moviendo lentamente.

Los valores D_{i}(k,l) se organizan entonces en un histograma (paso 56). El eje y del histograma es D_{i}(k,l) y el eje x es el número de parejas correspondientes de celdas, A_{i}(k,l) y A_{i+x}(k,l), que tienen una diferencia de magnitud D_{i}(k,l). En referencia a la Fig. 7, la curva (a) representa un histograma de celdas esencialmente similares en fotogramas consecutivos (o no consecutivos), mientras que la curva (b) muestra un histograma de celdas de fotogramas significativamente diferentes. Debería resultar evidente que, si dos imágenes son similares, el histograma de las diferencias en las celdas de estas imágenes se concentran a bajos valores de D_{i}(k,l). Si las imágenes son diferentes, el histograma contiene valores más altos de D_{i}(k,l). Debería resultar también evidente que el centro de masa CM_{a} de la curva (a) está más a la derecha que el CM_{b} de la curva (b) y representa una cápsula desplazándose más lentamente.

Volviendo a la Fig. 6, el centro de masa CM del histograma se determina en el paso 58. El CM del histograma puede correlacionarse (paso 60) con la velocidad de la cápsula empleando una correlación determinada empíricamente y proporcionada (paso 66) por una base de datos o tabla de búsqueda. En base al CM del histograma, se determina una diferencia entre las imágenes y se calcula una velocidad (paso 62). La velocidad de captura o de visualización, como función de la diferencia o similaridad entre las imágenes comparadas, puede proporcionarla (paso 68) otra base de datos desarrollada empíricamente, tabla de búsqueda o función matemática. La velocidad de captura o de visualización se modifica entonces correspondientemente (paso 64).

Se hace ahora referencia a las Figs. 8A y 8B, que ilustran otra ejecución más de la presente invención. La Fig. 8A muestra un sistema combinado donde la velocidad de captura de fotogramas y la velocidad de visualización de fotogramas son modificadas concurrentemente para minimizar el tiempo total de visualización del flujo de datos. La Fig. 8A es una fusión de los sistemas mostrados en las Figs. 4 y 5. Podría haber habido igualmente un sistema combinado de las ejecuciones descritas en las Figs. 2 ó 3 y 5.

En la Fig. 8A se muestran dos unidades de almacenamiento 19 y 119 y dos procesadores de imágenes 214 y 314. El sistema incluye también un controlador de la velocidad de captura de fotogramas 17, un controlador de velocidad de visualización de fotogramas 21, un monitor de imágenes 18 y una cámara 10. Una unidad de almacenamiento 19 almacena los datos para el cálculo de la velocidad de captura de fotogramas mientras que la otra unidad 119 almacena los datos para el cálculo de la velocidad de visualización de fotogramas. Cada procesador de imágenes 214 y 314 procesa un cálculo diferente de la velocidad. Los procesadores de imágenes 214 y 314 pueden utilizar el mismo o diferentes algoritmos para calcular las velocidades de captura y de visualización requeridas.

La Fig. 8B es similar a la Fig. 8ª, pero contiene un procesador de comandos 414 que coordina y optimiza el cálculo de las velocidades de captura y de visualización, mientras minimiza el tiempo total de presentación. El procesador de comandos 414 recibe los resultados calculados por los procesadores 214 y 314 y transfiere las velocidades totales optimizadas a los controladores de captura y presentación 17 y 21, respectivamente.

Actualmente, los datos son recogidos por la cámara de vídeo a una velocidad de 2 fotogramas por segundo (fps) y proyectados a una velocidad normal de vídeo de 30 fps. Esta velocidad de proyección es demasiado rápida para que el ojo discierna las variaciones y tiene que reducirse la velocidad de visualización. Una alternativa a la reducción de la velocidad de visualización es repetir el mismo fotograma algunas veces, representando los fotogramas repetidos a la velocidad estándar. Repetir un fotograma es una forma de modificar la velocidad de visualización en los casos en los que sea imposible modificar la velocidad de visualización de los fotogramas individuales directamente. Pueden emplearse métodos tales como aquellos discutidos posteriormente, que miden la diferencia entre los píxeles correspondientes de dos fotogramas, para determinar si se requiere la proyección repetitiva del mismo fotograma. La repetición de fotogramas eleva, no obstante, la longitud total del flujo de datos. Por tanto, el procesador debe determinar cuándo resulta favorable la compensación entre los fotogramas repetidos y un flujo de datos más largo, que consuma más tiempo.

Debería resultar evidente que, si la cápsula se desplaza demasiado lentamente, un número excesivo de fotogramas podrá ser idéntico. Si éste fuera el caso, el controlador de la velocidad de fotogramas, basado en las comparaciones de píxeles del procesador de imágenes, puede aumentar la velocidad de visualización eliminando uno o varios fotogramas idénticos.

Debería resultar también evidente que los métodos descritos anteriormente para modificar las velocidades de captura y de visualización de fotogramas pueden aplicarse a los endoscopios de vídeo con una pequeña modificación o sin ninguna.

Los expertos en el estado del arte apreciarán que la presente invención no está limitada por lo que se ha mostrado y descrito aquí particularmente. Más bien, el alcance de la invención queda definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims

1. Un sistema de procesamiento para procesar la salida de un sistema de cámara in vivo (10), comprendiendo el sistema:

: Una unidad de almacenamiento de fotogramas (19; 119) para almacenar los fotogramas de salida de dicho sistema de cámara (10);

: Un procesador de imágenes (14; 214; 314) adaptado para comparar al menos dos fotogramas de dicha salida para determinar la extensión de su similaridad y adaptado para originar la visualización de fotogramas de imagen recibidos de la unidad de almacenamiento de fotogramas (19; 119) a una velocidad de visualización de fotogramas correspondiente a la extensión de la similaridad determinada caracterizado porque dicha velocidad de visualización de fotogramas será más lenta cuando los fotogramas sean generalmente diferentes y más rápida cuando los fotogramas sean generalmente similares.

2. Sistema conforme a la Reivindicación 1 en el que las al menos dos fotogramas son dos fotogramas consecutivos.

3. Sistema conforme a la Reivindicación 1 en el que las al menos dos fotogramas son dos fotogramas no consecutivos.

4. Sistema de visualización para representar la salida de un sistema de cámara in vivo, comprendiendo dicho sistema de visualización:

: Un sistema de procesamiento conforme a una de las Reivindicaciones 1 a 3,

: Una unidad de visualización (18) para representar los fotogramas recibidos de la unidad de almacenamiento de fotogramas a la velocidad de visualización de fotogramas, y

: Un controlador (21) en comunicación con el almacenamiento de fotogramas (19; 119) y el procesador de imágenes (14; 214; 314) de dicho sistema de procesamiento, en el que el controlador (18) varía la velocidad de visualización de la unidad de visualización.