[发明专利]医用内窥镜的超高清图像增强系统及其方法

说明书

本发明涉及一种医用内窥镜的超高清图像增强系统，包括内窥手柄单元，及通过内窥镜传输线缆连接的视频处理主机；图像增强的方法：将内窥手柄单元的图像传感器捕获到的图像光电信号送至视频预处理FPGA单元，完成视频数据流打包、进行串并转换后通过HDMI传输驱动器和内窥镜传输线缆将视频数据送至视频处理主机；由所述视频处理主机的数据转换芯片将接收到的TMDS协议的信号转换为RGB信号，并将RGB信号送至视频主处理FPGA单元内实现图像处理，最后由HDMI输入单元和HDMI输出单元或SDI输入单元和SDI输出单元实现视频内容高清显示。本发明具有更强的实时图像处理能力，以满足不同手术对于内窥镜影像效果的特殊需求。

技术领域

本发明具体涉及一种医用内窥镜的超高清图像增强系统及其方法。

背景技术

医用内窥镜摄像系统在临床微创外科手术中广泛应用，其具有创伤小、痛苦少、康复快等优点，高质量的实时影像对手术的顺利进行至关重要。在实际应用中，摄像系统拍摄的影像具有不同程度的缺陷，并且不同手术或医生对于影像效果有特殊要求。

传统的内窥镜摄像系统是基于工控机或者GPU嵌入式设计的。工控机方案只能处理分辨率较低的视频源，分辨率高的输入视频，由于数据量大的原因，超出了工控机的处理能力，会出现严重的拖影卡顿现象，无法满足实时性及高质量的要求。GPU嵌入式方案在数据处理速度上可以达到超高清图像处理的要求，实时性也较好，但是该种方案依然存有性价比低，功耗高，软硬件可扩展性较差，无法在底层架构上对图像增强算法做优化的缺陷，因此，需要设计一种图像增强系统对实时影像进行处理。

发明内容

本发明的目的是：提供一种具有更强的实时图像处理能力，以满足不同手术对于内窥镜影像效果的特殊需求的医用内窥镜的超高清图像增强系统及其方法。

为了达到上述目的，本发明的第一个技术方案是：一种医用内窥镜的超高清图像增强系统，其创新点在于：包括内窥手柄单元、内窥镜传输线缆和视频处理主机，所述内窥手柄单元通过内窥镜传输线缆与视频处理主机连接；

所述内窥手柄单元包括设在手柄内的图像传感器、视频预处理FPGA单元和HDMI传输驱动器，所述图像传感器的输出端与视频预处理FPGA单元的输入端电连接，所述视频预处理FPGA单元的输出端与HDMI传输驱动器的输入端电连接；

所述视频处理主机包括数据转换芯片、视频主处理FPGA单元、HDMI输入单元、HDMI输出单元、SDI输入单元和SDI输出单元，所述HDMI传输驱动器的输出端通过内窥镜传输线缆与数据转换芯片通信连接，所述数据转换芯片的输出端与视频主处理FPGA单元电连接，所述HDMI输入单元和SDI输入单元分别与视频主处理FPGA单元相应的输入端电连接，所述HDMI输出单元和SDI输出单元分别与视频主处理FPGA单元相应的输出端电连接。

在上述第一个技术方案中，所述视频处理主机还包括通信接口单元，所述HDMI传输驱动器的输出端通过内窥镜传输线缆与通信接口单元的输入端通信连接，所述通信接口单元的输出端与数据转换芯片的输入端电连接。

在上述第一个技术方案中，所述视频处理主机还包括控制接口单元，所述视频主处理FPGA单元通过控制接口单元与图像传感器相应的输入端电连接。

为了达到上述目的，本发明的第二个技术方案是：一种医用内窥镜的超高清图像增强方法，其创新点在于：其具体的步骤是：

步骤a、将内窥手柄单元的图像传感器捕获到的图像光电信号转化为差分数据电信号，并将差分数据电信号送至视频预处理FPGA单元，再由所述视频预处理FPGA单元完成视频数据流打包、进行串并转换使其转换成TMDS协议的信号送至HDMI传输驱动器，所述HDMI传输驱动器通过内窥镜传输线缆将视频数据稳定传输至视频处理主机；