KR20180001043A - 캡슐 내시경, 그것을 포함하는 이미지 처리 시스템 및 그것에 포함되는 이미지 부호화 장치 - Google Patents

캡슐 내시경, 그것을 포함하는 이미지 처리 시스템 및 그것에 포함되는 이미지 부호화 장치 Download PDF

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Abstract

캡슐 내시경은 인체의 장기의 내부 표면으로 빛을 방출하기 위한 광원, 장기의 내부 표면으로부터 반사된 빛을 이용하여 이미지 데이터를 생성하기 위한 이미지 센서, 이미지 센서로부터 제공되는 이미지 데이터에 대해 부호화를 수행하여 부호화 데이터를 생성하고, 생성된 부호화 데이터 및 이진 코드(binary code)에 대해 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성하기 위한 프로세서, 및 최종 데이터를 인체의 외부로 출력하기 위한 통신부를 포함한다.

Description

캡슐 내시경, 그것을 포함하는 이미지 처리 시스템 및 그것에 포함되는 이미지 부호화 장치{CAPSULE ENDOSCOPE, IMAGE PROCESSING SYSTEM HAVING THE SAME AND IMAGE ENCODING DEVICE INCLUDED THEREIN}
본 발명은 캡슐 내시경에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 이미지 부호화 장치를 이용하여 촬영된 이미지를 처리하기 위한 캡슐 내시경에 관한 것이다.
캡슐 내시경은 알약 모양의 직경 9~11mm, 길이 24~26mm의 초소형 내시경을 의미한다. 환자가 캡슐 내시경을 삼키면, 캡슐 내시경은 위, 소장, 및 대장과 같은 장기들의 내부를 촬영할 수 있다. 의사들은 비디오 화면, 또는 컴퓨터 모니터를 통해 장기들의 내부를 직접 살펴볼 수 있다. 캡슐 내시경은 매우 작기 때문에, 환자들이 기존 내시경 검사에서 느끼던 이물감 및 고통이 해소될 수 있다.
캡슐 내시경은 촬영된 이미지 데이터를 전송하기 위해 무선 통신 방식을 채용한다. 무선 통신 방식을 사용하기 위해서, 캡슐 내시경은 고주파의 신호로 이미지 데이터를 송신한다. 하지만, 고주파의 신호로 이미지 데이터를 전송하기 위해서는 캡슐 내시경은 변조회로를 구비해야 하므로, 부피가 커질 수 있다.
이와 같은 이유로, 캡슐 내시경은 촬영된 이미지 데이터를 전송하기 위해 인체 통신 방식을 채용할 수 있다. 인체 통신은 인체 내부에서 전류를 발생시켜서 인체의 외부로 이미지 데이터를 전송할 수 있다. 인체 통신은 인체를 매질로 하여 데이터를 전송하기 때문에, 고주파의 신호가 필요하지 않다. 하지만, 인체 통신의 데이터 전송 속도는 무선 통신의 데이터 전송 속도보다 느리다.
본 발명은 촬영된 이미지에 데이터에 대해 부호화 및 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성하고, 생성된 최종 데이터를 인체 외부로 출력하기 위한 캡슐형 장치, 그것을 포함하는 이미지 처리 시스템 및 그것에 포함되는 이미지 부호화 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 에에 따른 캡슐 내시경, 그것을 포함하는 이미지 처리 시스템 및 그것에 포함되는 이미지 부호화 장치는 광원, 이미지 센서, 프로세서 및 통신부를 포함한다.
광원은 인체의 장기의 내부 표면으로 빛을 방출하고, 이미지 센서는 장기의 내부 표면으로부터 반사된 빛을 이용하여 이미지 데이터를 생성하고, 프로세서는 이미지 센서로부터 제공되는 이미지 데이터에 대해 부호화를 수행하여 부호화 데이터를 생성하고, 생성된 부호화 데이터 및 이진 코드(binary code)에 대해 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성하고, 통신부는 최종 데이터를 인체의 외부로 출력한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 처리 시스템은 캡슐 내시경 및 수신 장치를 포함한다.
캡슐 내시경은 인체의 장기의 내부에 대한 이미지에 기초하여 이미지 데이터를 생성하고, 이미지 데이터에 대해 부호화를 수행하여 부호화 데이터를 생성하고, 부호화 데이터 및 이진 코드(binary code)에 대해 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성하고, 수신 장치는 캡슐 내시경으로부터 제공받은 최종 데이터 및 이진 코드에 대해 논리 연산을 수행하여 복원 데이터를 생성하고, 복원 데이터에 대해 부호화에 대응하는 복호화를 수행하여 이미지 데이터를 생성한다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경, 그것을 포함하는 이미지 처리 시스템 및 그것에 포함되는 이미지 부호화 장치는 이미지 센서, 이미지 처리기 및 통신부를 포함한다.
이미지 센서는 외부로부터 수신되는 빛을 이용하여 이미지 데이터를 생성하고, 이미지 처리기는 이미지 센서로부터 제공되는 이미지 데이터에 대해 부호화를 수행하여 부호화 데이터를 생성하고, 부호화 데이터 및 이진 코드(binary code)에 대해 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성하고, 통신부는 최종 데이터를 출력한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 장기 내부의 이미지 데이터가 인체 외부로 전송될 때, 데이터의 손실이 감소할 수 있고, 이미지 처리 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경을 포함하는 이미지 처리 시스템을 보여주기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 캡슐 내시경을 보여주기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2의 이미지 처리기를 보여주기 위한 블록도이다.
도 4는 도 3의 제1 논리 연산기에서 수행되는 데이터에 대한 논리 연산을 보여주기 위한 개념도이다.
도 5는 도 1의 수신 장치를 보여주기 위한 블록도이다.
도 6은 도 5의 데이터 복원부를 보여주기 위한 블록도이다.
도 7은 도 2의 캡슐 내시경의 이미지 부호화 방법을 보여주기 위한 순서도이다.
도 8은 도 5의 수신 장치의 이미지 복호화 방법을 보여주기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경을 보여주기 위한 개념도이다.
아래에서는, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경을 포함하는 이미지 처리 시스템을 보여주기 위한 블록도이다. 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 처리 시스템(1000)은 캡슐 내시경(100) 및 수신 장치(200)로 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 사람(20)은 내시경 촬영을 위해 캡슐 내시경(100)을 삼킬 수 있다. 사람(20)이 캡슐 내시경(100)을 삼키면, 캡슐 내시경(100)은 장기의 내부를 이동하며 장기의 내부 표면을 촬영하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 예로서, 캡슐 내시경(100)은 장기의 내부로 들어가는 시점부터 촬영을 시작할 수 있다. 또는 캡슐 내시경(100)은 목표 지점에 도달하는 시점부터 촬영을 시작할 수 있다.
캡슐 내시경(100)은 촬영된 이미지 데이터에 대해 부호화를 수행하여 데이터를 생성할 수 있다. 캡슐 내시경(100)은 생성된 데이터를 인체(20)의 외부로 출력할 수 있다. 예로서, 캡슐 내시경(100)은 생성된 데이터를 인체(20)의 외부에 구비된 수신 장치(200)로 전송할 수 있다. 캡슐 내시경(100)의 구성은 아래의 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된다.
수신 장치(200)는 캡슐 내시경(100)으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 수신 장치(200)는 수신된 데이터를 복호화함으로써 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 예로서, 수신 장치(200)는 개인용 컴퓨터(personal computer), 데스크 탑(desktop), 랩 탑(laptop), 태블릿 컴퓨터(tablet computer), 디지털 카메라(digital camera), 캠코더(camcorder), 스마트 폰(smart phone), 모바일(mobile) 장치, 및 웨어러블(wearable) 장치 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
수신 장치(200)는 이미지 데이터를 디스플레이(display)할 수 있다. 그리고 수신 장치(200)는 이미지 데이터를 분석 및 판독할 수 있다. 예로서, 수신 장치(200)는 이미지 판독 프로그램을 이용하여, 이미지의 확대, 연속보기, 및 편집과 같은 다양한 기능을 구현할 수 있다. 수신 장치(200)의 구성은 도 5 및 도 6을 참조하여 자세히 설명된다.
도 2는 도 1의 캡슐 내시경을 보여주기 위한 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 캡슐 내시경(100)은 이미지 부호화 장치(A), 제어기(150), 및 배터리(160)를 포함할 수 있다.
이미지 부호화 장치(A)는 이미지 센서(110), 이미지 처리기(120), 제1 메모리(130), 및 제1 통신부(140)를 포함할 수 있다. 이미지 부호화 장치(A)는 이미지 데이터 처리를 위해, 캡슐 내시경(100) 내에 포함될 수 있다. 이에 한정되지 않고, 이미지 부호화 장치(A)는 이미지 데이터 처리를 위해, 개인용 컴퓨터, 데스크 탑, 랩 탑, 태블릿 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 스마트 폰, 모바일 장치, 및 웨어러블 장치 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
이미지 센서(110)는 렌즈(미 도시)로부터 빛을 수신할 수 있다. 이미지 센서(110)는 전하 결합 소자(Charge Coupled Device, CCD) 및 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 중 하나일 수 있다. 예로서, 이미지 센서(110)는 CCD인 것으로 가정된다. 이미지 센서(110)에는 복수의 광 다이오드 소자가 집적되어 있다. 복수의 광 다이오드에 빛이 입사되면, 복수의 광 다이오드 각각은 입사되는 빛의 양에 따라 전자를 발생할 수 있다. 이미지 센서(110)는 발생되는 전자의 양에 기반하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
이미지 처리기(120)는 이미지 센서(110)로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 이미지 처리기(120)는 이미지 데이터를 이용하여 잔차 데이터(Residual Data)를 생성할 수 있고, 생성된 잔차 데이터를 처리할 수 있다. 이미지 처리기(120)는 잔차 데이터를 변환 및 양자화할 수 있다. 잔차 데이터, 및 이미지 데이터의 변환 및 양자화는 도 3을 참조하여 더 설명된다.
이미지 처리기(120)는 변환 및 양자화된 잔차 데이터를 이용하여 부호화 및 논리 연산을 수행할 수 있다. 이미지 처리기(120)는 부호화 및 논리 연산 과정을 통해 생성된 최종 데이터를 제1 메모리(130)로 전송할 수 있다. 이에 한정되지 않고, 이미지 처리기(120)는 최종 데이터를 제1 통신부(140)로 바로 전송할 수 있다. 이미지 처리기(120)의 구성은 도 3을 참조하여 설명된다.
제1 메모리(130)는 이미지 처리기(120)로부터 최종 데이터를 수신할 수 있다. 메모리(120)는 최종 데이터를 저장할 수 있다. 제1 메모리(130)는 불휘발성 메모리(Nonvolatile Memory) 및 휘발성 메모리(Volatile memory) 중 적어도 하나일 수 있다. 제1 메모리(130)가 불휘발성 메모리인 경우, 메모리는 보존을 필요로 하는 데이터를 저장할 수 있다. 예로서, 제1 메모리(130)는 낸드 플래시 메모리(NAND-type Flash Memory), PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magneto-resistive RAM), ReRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferro-electric RAM), 및 노어 플래시 메모리(NOR-type Flash Memory) 등을 포함할 수 있다.
또는, 제1 메모리(130)는 이종의 메모리를 동시에 포함할 수 있다. 예로서, 제1 메모리(130)는 불휘발성 메모리에 더하여, 데이터를 임시로 저장할 수 있는 SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), 및 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 메모리(130)는 저장된 최종 데이터를 제어기(150)의 제어에 응답하여 출력할 수 있다. 이에 한정되지 않고, 제1 메모리(130)는 저장된 최종 데이터를 주기적으로 출력할 수 있다. 또는, 제1 메모리(130)는 입력된 외부 요청에 응답하여, 최종 데이터를 제1 통신부(140)로 전송할 수 있다.
제1 통신부(140)는 수신된 최종 데이터를 인체의 외부로 출력할 수 있다. 제1 통신부(140)는 수신 장치(200)로부터 데이터 요청을 수신할 수 있고, 이에 응답하여 최종 데이터를 수신 장치(200)로 제공할 수 있다. 또는 제1 통신부(140)는 수신된 최종 데이터를 실시간으로 수신 장치(200)로 제공할 수 있다.
제어기(150)는 이미지 센서(110), 이미지 처리기(120), 제1 메모리(130), 제1 통신부(140), 및 배터리(160)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 그리고, 배터리(160)는 캡슐 내시경(100)의 구동을 위한 전력을 공급할 수 있다. 제어기(150)가 제어 동작을 수행하도록, 배터리(160)는 제어기(150)로 전력을 지속적으로 공급할 수 있다. 예로서, 배터리(160)는 제어기(150)의 제어에 응답하여 전력을 공급할 수 있다. 촬영을 수행하기 위한 목표 위치에 캡슐 내시경(100)이 도달하면, 제어기(150)는 이미지 센서(110), 이미지 처리기(120), 제1 메모리(130), 및 제1 통신부(140)에 전력을 공급하도록, 배터리(160)의 전력 공급을 제어할 수 있다.
다른 예로서, 제어기(150)의 제어에 의해, 배터리(160)는 제1 시간 동안, 이미지 센서(110), 이미지 처리기(120), 및 제1 메모리(130)로 전력을 공급할 수 있다. 그리고, 제1 시간 동안 촬영이 수행된 후, 최종 데이터가 외부로 출력될 수 있도록 배터리(160)는 제1 통신부(140)로 제2 시간 동안 전력을 공급할 수 있다. 이와 같이, 제어기(150)는 캡슐 내시경(100)의 촬영 시간을 연장하기 위해, 배터리(160)의 전력 공급을 제어할 수 있다.
도 3은 도 2의 이미지 처리기를 보여주기 위한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 이미지 처리기(120)는 제2 메모리(121), 주소 발생기(122), 인트라 모드 결정기(123), 인트라 예측기(124), 가산기(125), 변환 및 양자화기(126), 부호화기(127), 및 제1 논리 연산기(128)를 포함할 수 있다.
제2 메모리(121)는 이미지 센서(110)로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 제2 메모리(121)는 불휘발성 메모리 일 수 있다. 예로서, 제2 메모리(121)는 낸드 플래시 메모, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM, 및 노어 플래시 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 메모리(121)는 주소 발생기(122)로부터 주소를 제공받을 수 있다. 제2 메모리(121)는 제공받은 주소에 따라 선택적으로 최종 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 제2 메모리(121)는 논리 연산을 위해 필요한 이진 코드(Binary Code)를 저장할 수 있다.
주소 발생기(122)는 제어기(150)의 제어에 따라 주소를 발생할 수 있다. 주소 발생기(122)는 발생된 주소를 제2 메모리(121)로 제공할 수 있다.
인트라 모드 결정기(123) 인트라 예측을 수행하기 위한 모드(mode)를 정할 수 있다. 예로서, 인트라 모드 결정기(123)는 예측 블록 및 부호화될 블록 사이의 차이를 감소시키기 위해, 9가지 예측 모드 중 하나를 선택할 수 있다. 인트라 모드 결정기(123)는 9가지 예측 모드 중 선택된 예측 모드에 대한 정보를 인트라 예측기(124)로 전송할 수 있다.
인트라 예측기(124)는 이미지 데이터를 매크로 블록(macro block) 단위로 인트라 예측할 수 있다. 매크로 블록은 이미지 압축 포맷의 처리 단위이다. 예로서, 매크로 블록은 픽셀에서 4X4 또는 16X16의 크기를 가질 수 있다. 인트라 예측기(124)는 이미지 데이터의 현재 프레임(frame)의 예측 대상 매크로 블록에 인접한 매크로 블록을 이용하여 예측 대상 매크로 블록에 대한 예측 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 인트라 예측은 하나의 프레임에 포함되는 매크로 블록들에 기초하여 수행될 수 있다. 인트라 예측기(124)는 인트라 예측에 의한 예측 데이터를 생성할 수 있다.
가산기(125)는 제2 메모리(121)로부터 이미지 데이터를 수신하고, 인트라 예측기(124)로부터 예측 데이터를 수신할 수 있다. 가산기(125)는 이미지 데이터 및 예측 데이터를 더할 수 있다. 가산기(125)는 예측 데이터 및 이미지 데이터에 기초하여 잔차 데이터를 생성할 수 있다. 잔차 데이터는 예측 데이터 및 이미지 데이터 사이의 연산의 결과로 생성될 수 있다. 가산기(125)는 잔차 데이터를 변환 및 양자화기(126)로 제공할 수 있다.
변환 및 양자화기(126)는 잔차 데이터를 제공받을 수 있다. 변환 및 양자화기(126)는 잔차 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환(Transformation)하고, 주파수 영역 데이터를 양자화(Quantization)할 수 있다. 예로서, 변환은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), 및 정수 변환(Integer Transform) 중 하나일 수 있다. 변환 및 양자화기(126)는 변환 및 양자화된 잔차 데이터를 부호화기로 제공할 수 있다.
부호화기(127)는 변환 및 양자화된 잔차 데이터를 제공받을 수 있다. 부호화기(127)는 변환 및 양자화된 잔차 데이터에 대해 부호화를 수행할 수 있다. 예로서, 부호화는 엔트로피 코딩(Entropy Coding)일 수 있다. 예로서, 엔트로피 코딩은 허프만 부호화(Huffman Coding), 산술 부호화(Arithmetic Coding), 범위 부호화(Range Encoding), 범용 부호화(Universal Coding), 샤논-파노 부호화(Shannon-Fano Coding), 및 턴스톨 부호화(Tunstall Coding) 중 하나의 방법일 수 있다. 부호화기(127)는 엔트로피 코딩을 이용하여 부호화 데이터를 생성할 수 있다. 부호화기(127)는 생성된 부호화 데이터를 제1 논리 연산기(128)로 제공할 수 있다.
제1 논리 연산기(128)는 부호화 데이터를 제공받을 수 있다. 제1 논리 연산기(128)는 부호화 데이터에 대해 논리 연산을 수행할 수 있다. 예로서, 제1 논리 연산기(128)는 이진 코드 및 부호화 데이터에 대해 논리 연산을 수행할 수 있다. 제1 논리 연산기(128)는 제2 메모리(121)로부터 이진 코드를 제공받을 수 있다. 제1 논리 연산기(128)의 논리 연산 방법은 도 5를 참조하여 설명된다. 제1 논리 연산기(128)는 논리 연산을 이용하여 최종 데이터를 생성할 수 있다. 제1 논리 연산기(128)는 생성된 최종 데이터를 제1 메모리(130)로 제공할 수 있다.
도 4는 도 3의 제1 논리 연산기에서 수행되는 데이터에 대한 논리 연산을 보여주기 위한 개념도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 논리 연산기(128)는 부호화 데이터 및 임의의 이진 코드에 대하여 배타적 논리합(Exclusive OR, XOR)을 수행할 수 있다. 예로서 임의의 이진 코드는 '1'과 '0'이 번갈아 배열된 16비트의 코드일 수 있다. 이에 한정되지 않고, 임의의 이진 코드는 다양한 형태로 구성될 수 있다.
인체 통신은 인체를 매질로 하는 통신 방법이기 때문에, 에러의 발생 확률이 높다. 또한, 같은 값들이 연속해서 배열되는 부호화 데이터는 통신 과정에서 발생할 수 있는 에러(error)에 취약할 수 있다. 부호화 데이터 및 이진 코드에 대하여 배타적 논리합을 수행함으로써 생성된 최종 데이터에는 같은 값들의 연속적인 배열이 감소될 수 있다. 따라서, 최종 데이터는 에러에 대해 높은 강인성을 갖는다. 그리고, 배타적 논리합은 복잡한 연산을 필요로 하지 않기 때문에, 제1 논리 연산기(128)의 전력 소모량은 적다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경(100)은 이미지 데이터에 대하여 엔트로피 코딩 및 배타적 논리합을 수행하여 최종 데이터를 생성할 수 있다. 캡슐 내시경(100)은 이미지 데이터를 최종 데이터의 형태로서 전송함으로써, 에러의 발생 확률이 감소할 수 있다.
도 5는 도 1의 수신 장치를 보여주기 위한 블록도이다. 수신 장치(200)는 제2 통신부(210), 데이터 복원부(220), 디스플레이(230), 및 제어기(240)를 포함할 수 있다.
제2 통신부(210)는 캡슐 내시경(100)과 통신할 수 있다. 예로서, 제2 통신부(210)는 캡슐 내시경(100)으로부터 최종 데이터를 수신할 수 있다. 또한 제2 통신부(210)는 제어기(240)의 제어 신호에 응답하여, 캡슐 내시경(100)으로 최종 데이터를 요청할 수 있다. 제2 통신부(210)는 수신된 최종 데이터를 데이터 복원부(220)로 전달할 수 있다.
데이터 복원부(220)는 최종 데이터를 복호화(decoding)할 수 있다. 데이터 복원부(220)는 최종 데이터에 대해 논리 연산 및 복호화를 수행하여 복호화 데이터를 생성할 수 있다. 그리고 데이터 복원부(220)는 복호화 데이터를 역 변환 및 역 양자화 처리하여, 잔차 데이터를 복원할 수 있다. 그리고, 데이터 복원부(220)는 복호화 데이터에 대해 인트라 예측을 수행할 수 있다. 데이터 복원부(220)는 잔차 데이터 및 인트라 예측된 데이터를 이용하여 이미지 데이터를 디스플레이(230)로 출력할 수 있다. 데이터 복원부(220)의 구조는 도 6을 참조하여 설명된다.
디스플레이(230)는 이미지 데이터를 표시할 수 있다. 예로서, 디스플레이(230)는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, AMOLED(Active Matrix OLED) 디스플레이, 및 LED 중 하나로 구현될 수 있다.
제어기(240)는 제2 통신부(210), 데이터 복원부(220), 및 디스플레이(230)의 동작을 제어할 수 있다. 예로서, 제어기(240)는 캡슐 내시경(100)으로부터 최종 데이터의 제공을 요청하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제어 신호는 제2 통신부(210)를 통해 캡슐 내시경(100)으로 제공될 수 있다.
도 6은 도 5의 데이터 복원부를 보여주기 위한 블록도이다. 데이터 복원부(220)는 제2 논리 연산기(221), 복호화기(222), 역 변환 및 역 양자화기(223), 메모리(224), 인트라 예측기(226), 및 가산기(227)를 포함할 수 있다.
제2 논리 연산기(221)는 캡슐 내시경(100)에서 논리 연산을 위해 사용된 이진 코드를 이용하여, 논리 연산을 수행할 수 있다. 이때, 제2 논리 연산기(221)는 메모리(224)로부터 이진 코드를 제공받을 수 있다. 예로서, 제2 논리 연산기(221)는 최종 데이터 및 이진 코드에 대하여 배타적 논리합을 수행할 수 있다. 제2 논리 연산기(221)는 배타적 논리합을 수행함으로써, 복원 데이터를 생성할 수 있다. 통신 오류가 발생하지 않은 경우, 복원 데이터는 캡슐 내시경(100)의 부호화 데이터와 동일할 수 있다. 제2 논리 연산기(221)는 복원 데이터를 복호화기(222)로 제공할 수 있다.
복호화기(222)는 복원 데이터에 대해 복호화를 수행하여 복호화 데이터를 생성할 수 있다. 복호화기(222)는 복호화 데이터를 역 변환 및 역 양자화기(223) 및 메모리(224)로 제공할 수 있다.
역 변환 및 역 양자화기(223)는 복호화 데이터를 역 변환하고, 역 변환된 데이터를 역 양자화할 수 있다. 이를 통해, 역 변환 및 역 양자화기(223)는 잔차 데이터를 복원할 수 있다. 역 변환 및 역 양자화기(223)는 잔차 데이터를 가산기(227)로 제공할 수 있다.
메모리(224)는 복호화 데이터를 저장할 수 있다. 예로서, 메모리(224)는 불휘발성 메모리일 수 있다. 메모리(224)는 복호화 데이터를 인트라 예측기(226)로 제공할 수 있다. 도 6에서, 메모리(224)는 복호화기(222) 및 인트라 예측기(226)의 외부에 구비되어있다. 하지만, 메모리(225)는 복호화기(222) 및 인트라 예측기(226) 중 하나에 포함될 수 있다.
인트라 예측기(226)는 복호화 데이터에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 데이터를 생성할 수 있다. 인트라 예측기(226)의 구성 및 기능은 도 4의 인트라 예측기(124)의 구성 및 기능과 유사하다.
가산기(227)는 역 변환 및 역 양자화기(223)에 의해 복원된 잔차 데이터 및 인트라 예측기(226)에 의해 생성된 예측 데이터를 수신할 수 있다. 가산기(227)는 잔차 데이터 및 예측 데이터를 더할 수 있다. 가산기(227)는 연산 결과에 대응하는 데이터(예로서, 이미지 데이터)를 디스플레이(230)로 제공할 수 있다.
도 7은 도 2의 캡슐 내시경의 이미지 부호화 방법을 보여주기 위한 순서도이다. 도 2 및 도 7을 참조하면, S110 단계에서, 캡슐 내시경(100)의 이미지 센서(110)는 렌즈를 통해 빛을 제공받는다. 이미지 센서(110)는 제공받은 빛을 이용하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
S120 단계에서, 캡슐 내시경(100)은 이미지 데이터에 대해 부호화를 수행할 수 있다. 부호화 동작은 캡슐 내시경(100)의 이미지 처리기(120)에서 수행될 수 있다. 예로서, 부호화는 엔트로피 코딩일 수 있다. 이미지 처리기(120)는 이미지 데이터에 대해 부호화를 수행하여 부호화 데이터를 생성할 수 있다.
S130 단계에서, 캡슐 내시경(100)은 부호화 데이터에 대해 논리 연산을 수행할 수 있다. 논리 연산은 캡슐 내시경(100)의 이미지 처리기(120)에서 수행될 수 있다. 예로서, 논리 연산은 배타적 논리합일 수 있다. 이미지 처리기(120)는 부호화 데이터에 대해 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성할 수 있다.
S140 단계에서, 캡슐 내시경(100)은 최종 데이터를 인체 외부로 출력할 수 있다. 최종 데이터는 캡슐 내시경(100)의 제1 통신부(130)를 통해 출력될 수 있다. 제1 통신부(130)는 인체 통신 방법을 이용하여 최종 데이터를 출력할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경(100)은 이미지 데이터에 대해 부호화 및 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성할 수 있다. 이로써, 최종 데이터는 인체 통신에서 생성될 수 있는 에러에 대해 높은 강인성을 가질 수 있다.
도 8은 도 5의 수신 장치의 이미지 복호화 방법을 보여주기 위한 순서도이다. 도 5 및 도 8을 참조하면, S210 단계에서, 수신 장치(200)는 최종 데이터를 수신할 수 있다. 예로서, 수신 장치(200)는 제2 통신부(210)를 통해 최종 데이터를 수신할 수 있다.
S220 단계에서, 수신 장치(200)는 최종 데이터에 대해 논리 연산을 수행할 수 있다. 논리 연산은 수신 장치(200)의 데이터 복원부(220)에서 수행될 수 있다. 예로서, 논리 연산은 배타적 논리합일 수 있다. 데이터 복원부(220)는 최종 데이터에 대해 논리 연산을 수행하여 복원 데이터를 생성할 수 있다.
S230 단계에서, 수신 장치(200)는 복원 데이터에 대해 복호화를 수행할 수 있다. 복호화 동작은 수신 장치(200)의 데이터 복원부(220)에서 수행될 수 있다. 예로서, 복호화는 엔트로피 복호화일 수 있다. 데이터 복원부(220)는 복원 데이터에 대해 복호화를 수행하여 복호화 데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 데이터 복원부(220)는 복호화 데이터를 이용하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
S240 단계에서, 수신 장치(200)는 이미지 데이터를 디스플레이할 수 있다. 수신장치(200)의 디스플레이 장치(230)는 이미지 데이터를 표시할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 수신 장치(200)는 캡슐 내시경(100)으로부터 수신한 최종 데이터에 대해 논리 연산 및 복호화를 수행할 수 있다. 이로써, 복원된 이미지 데이터를 디스플레이 장치(230)를 통해 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경을 보여주기 위한 개념도이다. 캡슐 내시경(2000)은 캡슐부들(2100, 2100a), 렌즈(lens)(2200), 광원(2300), 이미지 센서(image sensor)(2400), 전력공급원(2500), 프로세서(processor)(2600) 및 통신부(2700)을 포함할 수 있다.
캡슐부들(2100, 2100a)은 인체에 무해한 소재로 구성될 수 있다. 예로서, 캡슐부들(2100, 2100a) 중에서 렌즈(2200)를 감싸는 부분의 캡슐부(2100a)는 광학 돔(optical dome) 형태인 반구형의 투명한 재질로 구현될 수 있다. 예로서, 캡슐부(2100a)는 투명한 플라스틱 재질일 수 있다. 캡슐부들(2100, 2100a)의 내부에는 렌즈(lens)(2200), 발광 다이오드(2300), 이미지 센서 (2400), 전력공급원(2500), 프로세서(processor)(2600) 및 통신부(2700)가 포함될 수 있다. 예로서, 캡슐부(2100a) 및 렌즈(2200) 사이에는 공간이 존재할 수 있다. 이로 인해, 장기가 수축하여도, 렌즈(2200)는 장기 내벽과 일정한 거리를 유지하면서 촬영을 수행할 수 있다.
렌즈(2200)는 인체 내부의 장기의 내부 표면으로부터 반사된 빛을 받아들일 수 있다. 예로서, 내시경용 렌즈(2200)는 작은 조리개를 포함하는 단초점 렌즈일 수 있다. 광원(2300)은 렌즈(2200) 주변에 위치할 수 있다. 예로서, 광원(2300)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)일 수 있다. 광원(2300)은 한 개 이상 포함될 수 있다. 장기의 내부는 어둡기 때문에, 내시경 촬영을 위해 광원(2300)이 필요할 수 있다. 광원(2300)은 발광하면서, 장기의 내부를 비춰줄 수 있다. 예로서, 광원(2300)은 주기적으로 발광할 수 있다.
이미지 센서(2400)는 렌즈(2200)로부터 수신되는 빛을 획득할 수 있다. 이미지 센서(2400)는 도 2의 이미지 센서(110)와 유사 또는 동일하다. 이미지 센서(2400)는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 센서(2400)는 생성된 이미지 데이터를 프로세서(2600)로 전달할 수 있다.
전력 공급원(2500)은 캡슐 내시경(2000)의 구동을 위한 전력을 공급할 수 있다. 전력 공급원(2500)은 광원(2300), 이미지 센서(2400), 프로세서(2600) 및 통신부(2700)에 전력을 공급할 수 있다.
프로세서(2600)는 동작들을 처리하기 위해 다양한 논리 연산 및/또는 논리 연산을 수행할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(2600)는 하나 이상의 프로세서 코어들을 포함할 수 있다. 예로서, 프로세서(2600)의 프로세서 코어는 전용 논리 회로(Special Purposed Logic Circuit)(예컨대, FPGA(Field Programmable Gate Array), ASICs(Application Specific Integrated Chips) 등)를 포함할 수 있다.
프로세서(2600)는 도 2의 이미지 처리기(120)와 유사 또는 동일할 수 있다. 프로세서(2600)는 이미지 센서(2400)로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(2600) 수신된 이미지 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(2600)의 동작은 도 2를 참조하여 설명되었으므로, 자세한 설명은 생략된다. 프로세서(2600)는 이미지 데이터를 처리하여 생성된 최종 데이터를 통신부(2700)로 전달할 수 있다.
통신부(2700)는 프로세서(2600)로부터 최종 데이터를 수신할 수 있다. 통신부(2700)는 인체 통신을 통해 최종 데이터를 인체 외부로 방사할 수 있다.
위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 상술한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.
1000: 이미지 처리 시스템 2000: 캡슐 내시경
100: 캡슐 내시경 2100, 2100a: 캡슐부
110: 이미지 센서 2200: 렌즈
120: 이미지 처리기 2300: 광원
130: 제1 메모리 2400: 이미지 센서
140: 제1 통신부 2500: 배터리
150: 제어기 2600: 프로세서
160: 배터리 2700: 통신부
200: 수신 장치
210: 제2 통신부
220: 복호화기
230: 디스플레이 장치
240: 제어기

Claims (18)

  1. 인체의 장기의 내부 표면으로 빛을 방출하기 위한 광원;
    상기 장기의 상기 내부 표면으로부터 반사된 빛을 이용하여 이미지 데이터를 생성하기 위한 이미지 센서;
    상기 이미지 데이터에 대해 부호화를 수행하여 부호화 데이터를 생성하고, 상기 부호화 데이터 및 이진 코드(binary code)에 대해 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성하기 위한 프로세서; 및
    상기 최종 데이터를 상기 인체의 외부로 출력하기 위한 통신부를 포함하는 캡슐 내시경.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원, 상기 이미지 센서, 상기 프로세서, 및 상기 통신부를 감싸기 위한 캡슐부를 더 포함하되,
    상기 캡슐부 중에서 상기 렌즈를 감싸는 부분은 투명한 재질로 구성되는 캡슐 내시경.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원, 상기 이미지 센서, 상기 프로세서, 및 상기 통신부 중 적어도 하나에 전력을 공급하기 위한 배터리를 더 포함하는 캡슐 내시경.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 캡슐 내시경이 목표 위치에 도달하면, 상기 배터리는 상기 광원, 상기 이미지 센서, 상기 프로세서 및 상기 통신부로 상기 전력을 공급하는 캡슐 내시경.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 배터리는 제1 시간 동안 상기 광원, 상기 이미지 센서, 및 상기 프로세서로 상기 전력을 공급하고, 상기 제1 시간에 이어지는 제2 시간 동안 상기 통신부로 상기 전력을 공급하는 캡슐 내시경.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사된 빛을 수신하기 위한 렌즈(lens)를 더 포함하는 캡슐 내시경.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 인체를 매질로 하는 인체 통신을 이용하여 상기 최종 데이터를 상기 인체의 외부로 출력하는 캡슐 내시경.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서에서 수행되는 상기 부호화는 엔트로피 부호화(Entropy Coding)인 캡슐 내시경.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서에서 수행되는 상기 논리 연산은 배타적 논리합(Exclusive OR)이고,
    상기 프로세서는 상기 부호화 데이터 및 상기 이진 코드(Binary Code)에 대하여 상기 배타적 논리합을 수행하여 상기 최종 데이터를 생성하는 캡슐 내시경.
  10. 장기의 내부에 대한 이미지에 기초하여 이미지 데이터를 생성하고, 상기 이미지 데이터에 대해 부호화를 수행하여 부호화 데이터를 생성하고, 상기 부호화 데이터 및 이진 코드(binary code)에 대해 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성하기 위한 캡슐 내시경; 및
    상기 최종 데이터 및 상기 이진 코드에 대해 상기 논리 연산을 수행하여 복원 데이터를 생성하고, 상기 복원 데이터에 대해 상기 부호화에 대응하는 복호화를 수행하여 이미지 데이터를 생성하기 위한 수신 장치를 포함하는 이미지 처리 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수신 장치는:
    상기 최종 데이터 및 상기 이진 코드에 대해 상기 논리 연산을 수행하여 상기 복원 데이터를 생성하기 위한 논리 연산기;
    상기 복원 데이터에 대해 상기 복호화를 수행하여 상기 이미지 데이터를 생성하기 위한 복호화기; 및
    상기 이미지 데이터를 표시하기 위한 디스플레이(display) 장치를 포함하는 이미지 처리 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 논리 연산은 배타적 논리합(Exclusive OR)인 이미지 처리 시스템.
  13. 외부로부터 수신되는 빛을 이용하여 이미지 데이터를 생성하기 위한 이미지 센서;
    상기 이미지 데이터에 대해 부호화를 수행하여 부호화 데이터를 생성하고, 상기 부호화 데이터 및 이진 코드(binary code)에 대해 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성하기 위한 이미지 처리기; 및
    상기 최종 데이터를 출력하기 위한 통신부를 포함하는 이미지 부호화 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이미지 처리기는:
    상기 이미지 데이터에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 데이터를 생성하기 위한 인트라 예측기;
    상기 이미지 데이터 및 상기 예측 데이터에 기초하여 잔차 데이터를 생성하기 위한 가산기;
    상기 잔차 데이터를 변환 및 양자화하여 변환 및 양자화된 잔차 데이터를 생성하기 위한 변환 및 양자화기;
    상기 변환 및 양자화된 잔차 데이터에 대해 상기 부호화를 수행하여 상기 부호화 데이터를 생성하기 위한 부호화기; 및
    상기 부호화 데이터 및 상기 이진 코드에 대해 상기 논리 연산을 수행하여 최종 데이터를 생성하기 위한 논리 연산기를 포함하는 이미지 부호화 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 부호화기에서 수행되는 상기 부호화는 엔트로피 코딩(Entropy Coding)인 이미지 부호화 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 논리 연산기에서 수행되는 상기 논리 연산은 배타적 논리합(Exclusive OR)인 이미지 부호화 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 논리 연산기는 상기 부호화 데이터 및 상기 이진 코드에 대하여 상기 배타적 논리합을 수행하여 상기 최종 데이터를 생성하는 이미지 부호화 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 및 상기 이진 코드를 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는 이미지 부호화 장치.


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