无线胶囊式内窥镜的最新进展

无线胶囊式内窥镜是一个具有革命性的医疗方法,因为它第一次将无痛检查小肠成为现实.它是靠一个维他命片大小的内窥镜来拍摄消化道的图像的,肠道的蠕动迫使内窥镜向前移动.该装置由一个图像传感器、照明模块、射频发射器和电池组成.无线胶囊式内窥镜在生物医疗领域是一种全新的突破,而且关键技术的进展将会推进新一代这类装置的产生.因此,这篇综述旨在对近几年一些领域中的最新和最重大的发明进行一个论述,这些领域涉及人体生理参数的测量、先进的图像特征、定位、能量消耗监控、以及动力推进.     

胶囊内窥镜数字无线通信模块的设计

为了提高胃肠道疾病的诊断率,设计了一种新型的基于JPEG图像格式的无线胶囊内窥镜(Wireless Capsule Endoscope,WCE).针对图像数据量大、JPEG压缩格式对传输误码率要求苛刻以及WCE微型化、低功耗的特点和要求,对数字式无线通信应用于WCE以传输JPEG图像进行了研究,设计并研制了合适的发射和接收无线通信模块.实验测试表明,当发射功率为-30 dBm时,该通信模块的最大通信距离为7 m,无线数字信号经过脂肪组织后,数据接收误码率仅为0.03%,数据传输速率为110 Kb/s,平均功耗仅2.8 mA,完全符合系统的要求.在此基础上研制了无线胶囊内窥镜系统样机,并在离体实验中得到了清晰的猪小肠的图像,取得了满意的效果.     

胶囊式人体内窥镜Sayaka

日本长野市的RF公司研制胶囊式人体内窥镜获得进展，其主要特点是可以像吃胶囊那样，把它吞咽到肚子里。当到达小肠或大肠部位时，胶囊式内窥镜里的摄像机就会边旋转边拍照。将所有肠内壁的清晰图像传送出来，帮助医生进行诊断。[编者按]     

外磁场驱动无线胶囊式内窥镜的研究

分析现有无线胶囊式内窥镜的动力系统,提出相应的改进方法,解决方案就是利用外磁场来驱动无线胶囊式内窥镜,利用磁场来改变无线胶囊式内窥镜的运动,磁场的改变可以通过对应的线圈组的电流大小以及方向改变,经过分析得出:对于任何的复杂运动,都可以加以分解,从而利用最基本的六种动作达到移动胶囊的目的.     

胶囊内窥镜无线供能模块的研制

为了解决无线胶囊内窥镜电池供电不足的问题,研制了一种供能模块,在体外通过电磁感应方式为体内的胶囊内窥镜进行无线供能.针对胶囊内窥镜在人体内姿态的不确定以及微型化的特点和要求,设计、制作了合适的能量发射和接收装置,并通过实验对能量传输效果进行了验证.结果表明:当发射功率为18 W、在胶囊内窥镜姿态任意变化的情况下,无线供能模块能提供至少150mW的能量,且接收装置的空间尺寸仅φ10 mm×11 mm.在此基础上,研制出的胶囊内窥镜样机在离体实验中得到了清晰的猪小肠图像.     

胃肠道无线内窥镜机器人系统

为了实现对人体胃肠道的全程无创诊断,研制了一种具有自主运动能力并集成无线技术的内窥镜机器人系统.针对内窥镜机器人的胃肠道运动环境以及微型化的特点和要求,设计、制作了仿尺蠖柔性运动系统、无线供能系统和无线通讯系统并组装了机器人样机.实验结果表明：内窥镜机器人样机能够适应不同的运动环境而实现有效的主动运动;其无线供能系统在外部输入功率为14.7 W的状态下,可以实现最小
能量为360 mW的传输,在8 m的有效范围内可以实现实时遥控和30 f/s的视频传输.     

基于CPLD技术的高速视频图像采集与显示系统

系统采用CMOS有源像素图像传感器作图像接收器,CPLD作驱动控制器,经D/A转换后由XGA显示出来,实现了视频图像的快速采集和实时显示。阐述了系统的构成原理和CPLD控制逻辑,给出了驱动电路的仿真波形。该系统稳定可靠,且具有图像分辨率高、采样速度快以及适应性和灵活性强等优点。     

基于CPLD技术的高速视频图像采集与显示系统

系统采用CMOS有源像素图像传感器作图像接收器,CPLD作驱动控制器,经D/A转换后由XGA显示出来,实现了视频图像的快速采集和实时显示.阐述了系统的构成原理和CPLD控制逻辑,给出了驱动电路的仿真波形.该系统稳定可靠,且具有图像分辨率高、采样速度快以及适应性和灵活性强等优点.     

电子内窥镜图像实时采集与视频显示系统设计与实现

介绍了医用电子内窥镜图像实时采集与显示系统的设计与实现。用PCI接口控制器AMCC S5933实现PCI总线接口，用FPGA作为核心控制模块完成对数据传输和相关芯片的控制。用WinDriver开发了系统的Windows设备驱动程序，用DMA方式将图像数据由PCI总线传送至主机内存；用DirecDraw接口实现了对显示硬件的直接访问，从而实现图像的实时显示，调试结果证明该系统性能良好，并已投入使用，工作稳定可靠。     

基于无线传感网的图像监测系统的设计与实现

针对观测传感网中的灾害应急监测,设计一套基于ZigBee网络的图像监测系统。该系统的感知层与传输层由摄像头模块、无线传输模块、MCU控制模块和电源模块组成;采用低功耗CC2430为主控芯片,实现图像数据的采集与传输;通过SIFT特征匹配算法实现来源于应用层多种终端设备的监测图片的拼接。本系统具有简单、组网灵活、低功耗、低成本等优势,适用于地面无基础设施或灾后应急的图像监测,是空天地多平台、多传感器的协同观测系统的有效补充。     

Smart Image Sensor with Integrated Low Complexity Image Processing for Wireless Endoscope Capsules

A smart image sensor was developed which integrates a digital pixel image sensor array with an image processor designed for wireless endoscope capsules. The camera-on-a-chip architecture and its on-chip functionality facilitate the design of the packaging and power consumption of the integrated capsule. The power reduction techniques were carried out at both the architectural and circuit level. Gray coding and power gating in the sensor array to eliminate almost 50% of the switch activity on the data bus and more than 99% of the power dissipation in each pixel at a transmitting rate of 2 frames per second. Filtering and compression in the processor reduces the data transmission by more than 2/3. A parallel fully pipelined architecture with a dedicated clock management scheme was implemented in the JPEG-LS engine to reduce the power consumption by 15.7%. The smart sensor has been implemented in 0.18 μm CMOS technology.     

基于MSP430的无线数据采集系统设计

针对传统环境监测系统的不足,提出了一种基于无线网络技术的数据采集系统设计方案,并详细阐述了其硬件系统和软件系统的设计方法。节点以MSP430单片机为控制核心,发射电路采用具有开关状态的丙类放大电路,接收电路采用具有间歇工作状态的超再生检波电路;监测终端节点和传感器探测节点通信采用27．145MHz载波、ASK调制方式,数据编码采用双相码,波特率为1kbps,通信协议采用时间片分层的方式,实现了各节点双向高效通信。经测试,能够满足工农业现场环境检测及远程监控的要求,具有广阔的应用前景。     

基于USB2.0和COMS传感器的图像采集系统设计

设计了一个基于单色COMS图像传感器的图像采集系统,对其硬件系统进行了详细分解,主要针对COMS传感器的驱动及USB接口传输控制电路进行了描述,核心控制芯片为FPGA,最后给出了软件部分的设计。     

压缩数字图象的无线传输技术

简要介绍了图象压缩编解码的一般方法和传输误码对压缩图象的影响，重点探讨了压缩图象无线传输技术中的误码控制问题，提出了基于混合纠错(HEC)方式的定长数据帧编码方法和关键参数的选取准则，在降低误码率的条件下保持了传输的高效性．     

基于虚拟仪器的视频图像采集系统设计与应用

利用虚拟仪器开发平台LabVIEW8.6及NI-IMAQ for USB模块、NI Vision8.6视频开发工具包,结合普通的USB摄像头开发了一套基于虚拟仪器技术的视频图像采集系统,可实现图像采集、显示、拍照及视频图像存储等功能,并利用该系统,实现了一维及二维条形码的基本的扫描识别功能及视频传输,拓展了系统的应用领域.     

图像及视频版权保护中的数字水印设计

随着数字多媒体技术的不断成熟和发展,数字多媒体版权保护己成为当前研究的热点问题。对数字水印在多媒体版权保护中的应用问题进行了深入的研究和探讨。针对水印的一般性构架,提出了对数字图像和数字视频等多媒体产品进行保护的新方法和针对数字版权应用的实现方案。     

医用电子内窥镜畸变实时校正系统的视频控制

针对内窥镜系统光学畸变问题,提出了医用电子内窥镜畸变实时校正系统的原理和硬件系统的实现．系统采用基于点阵样板的校正方法,拟合理想像与实际像的关系,完成像素点的几何位置校正和灰度校正;采用FP-GA作为控制中心,设计了I^2C串行总线通信,协调了解码器与编码器的同步控制,最终利用硬件实现了畸变实时校正功能．图像采样频率13．5MHz,帧频达25帧／s．     

一种基于机器视觉的图像采集系统设计

一种采用STC89C516和K9F2808UOC来实现基于机器视觉的图像采集系统改进存储算法,可以实现8Kbit/s的无错采集速率,成本低廉实用.