一种改进的摄像系统及带有该系统的医用摄像装置的制作方法

1.本技术涉及视频图像处理技术领域，尤其是涉及一种改进的摄像系统及带有该系统的医用摄像装置。


背景技术：

2.医用内窥镜是医学上经常会使用到的一种医疗器械，内窥镜摄像头有伸入人体的部分，伸入的部分通过人体天然孔道或者手术切口进入人体，用于观察人体内部器官，伸入部拍到的画面通过摄像系统的处理，在显示器上实时显示画面，用于医疗检测和手术观察。
3.现有的手术过程中使用的医用内窥镜，因医用内窥镜生成的图像效果差，导致生成的图像效果较差，画质不清楚，可能影响手术执行人的判断，因为图像造成对病情的误判，从而加大手术难度，因此上述相关技术的图像生成能力有待提升。


技术实现要素：

4.为了提升相关技术所生成的图像效果，本技术提供一种改进的摄像系统。
5.本技术采用如下的技术方案：
6.第一方面，本技术提供一种改进的摄像系统，包括：
7.图像传感器、sdi信号生成主板、图像信号处理主板和同轴线，
8.所述sdi信号生成主板包括第一sdi信号处理模块和第二sdi信号处理模块，
9.所述图像传感器分别与第一sdi信号处理模块、第二sdi信号处理模块连接；
10.所述图像信号处理主板包括sdi信号接收拼接模块、cpu信号处理器和显示驱动模块，
11.所述第一sdi信号处理模块通过同轴线与sdi信号接收拼接模块连接，第二sdi信号处理模块通过同轴线与sdi信号接收拼接模块连接，
12.所述sdi信号接收拼接模块与cpu信号处理器连接，cpu信号处理器与显示驱动模块连接。
13.通过采用上述方案，图像传感器被伸入到指定区域后，图像传感器利用感光作用产生光像并转换为与光像成相应比例关系的初始图像信息，实现获取初始图像的功能。图像传感器将初始图像信息输送到第一sdi信号处理模块和第二sdi信号处理模块，第一sdi信号处理模块对初始图像信息的一半区域进行图像处理形成4k分辨率画质第一半屏sdi图像信息，第二sdi信号处理模块分别对初始图像信息的另一半区域进行图像处理形成4k分辨率画质第二半屏sdi图像信息，实现提高图像画面质量的功能。图像处理完成后，第一sdi信号处理模块通过同轴线将第一半屏sdi图像信息输送到sdi信号接收拼接模块，第二sdi信号处理模块通过同轴线将第二半屏sdi图像信息输送到sdi信号接收拼接模块，利用同轴线起到简化线缆数量、减少线上衰减的作用，达到免压缩输送的作用，有助于防止图像信息失真的效果。sdi信号接收拼接模块对第一半屏sdi图像信息和第二半屏sdi图像信息拼接成具有4k分辨率画质且60帧运行高清图像信息。起到增强图像画质的效果。
14.sdi信号接收拼接模块将4k分辨率画质且60帧运行高清图像信息发送至cpu信号处理器，cpu信号处理器通过显示驱动模块连接外接的显示器后，可以实现将4k分辨率画质的60帧高清图像发送至外接的显示器进行显示的效果，整体提升了生成的图像的质量。
15.可选的，所述第一sdi信号处理模块包括第一并行运算子模块和第一sdi信号输出子模块，所述第一并行运算子模块包括至少2个第一isp处理芯片，所述图像传感器分别通过至少2个第一isp处理芯片与第一sdi信号输出子模块连接。
16.通过采用上述方案，第一sdi信号处理模块接收到初始图像信息后，2个第一isp处理芯片对初始图像信息中的二分之一区域分别进行并行运算处理，实现4k分辨率画质的提升效果。接着，通过第一sdi信号输出子模块将2个第一isp处理芯片各自处理后的图像信息进行合成处理形成第一半屏sdi图像信息。
17.可选的，所述第二sdi信号处理模块包括第二并行运算子模块和第二sdi图像转换子模块，所述第二并行运算子模块包括至少2个第二isp处理芯片，所述图像传感器通过第二isp处理芯片与第二sdi信号输出子模块连接。
18.通过采用上述方案，第二sdi信号处理模块接收到厨师图像信息后，2个第二isp处理芯片对初始图像信息中的二分之一区域分别进行并行运算处理，实现4k分辨率画质的提升效果。接着通过第二sdi信号输出子模块将2个第二isp处理芯片各自处理后的图像信息进行合成处理形成第二半屏sdi图像信息。
19.可选的，所述图像信号处理主板还包括通讯模块和输入元器件，所述输入元器件通过通讯模块与cpu信号处理器连接。
20.通过采用上述方案，输入元器件通过和通讯模块连接，操作人员使用输入元器件发送控制信号传输到通讯模块后，cpu信号处理器接收控制信号并依据控制信号执行对应动作，方便操作人员实现控制的功能。
21.可选的，所述图像信号处理主板还包括存储模块，所述存储模块与cpu信号处理器连接。
22.通过采用上述方案，cpu信号处理器对来自sdi信号接收拼接模块的完整的视频信号进行处理，处理得出的最终信号传输到存储模块里进行存储，实现数据的存储。
23.可选的，摄像系统还包括散热驱动模块和散热器，所述cpu信号处理器通过散热驱动模块与散热器连接。
24.通过采用上述方案，cpu信号处理器在工作时发送启动信号给散热驱动模块，散热驱动模块驱动散热器动作，达到为图像信号处理主板降温的效果。
25.可选的，所述图像信号处理主板还包括电源电压转换模块，所述sdi信号接收拼接模块、cpu信号处理器、显示驱动模块、存储模块、通讯模块、散热驱动模块和散热器均与电源电压转换模块连接。
26.通过采用上述方案，电源电压转换模块将外界输入进来的电压转换成各个器件模块所适用的电压值，再为各个器件模块供电，实现了为各个器件模块提供合适电压的效果。
27.第二方面，本技术提供一种带有上述任一项改进的摄像系统的医用摄像装置，包括内窥镜摄像头、操作手柄和主机壳体，
28.所述图像传感器安装于内窥镜摄像头，所述sdi信号生成主板安装于操作手柄，所述图像信号处理主板安装于主板壳体内。
29.通过采用上述方案，操作人员握持操作手柄，将内窥镜摄像头伸入到待观测的部位，图像传感器将捕捉到的初始画面信息，将初始画面信息传输到sdi信号生成主板进行信息的处理，处理得到的sdi图像信息通过同轴线传输到图像信号处理主板进行拼接处理，图像信号处理主板安装在主板壳体内，起到保护图像信号处理主板的作用，拼接得到的图像信号通过图像信号处理主板传输到外部的显示器进行显示，整体达到了对待观测部位进行图像视频的采集并对外输出用于显示的效果。
30.可选的，所述主机壳体设有散热通孔。
31.通过采用上述方案，散热器工作时，图像信号处理主板产生的热气从散热通孔排出到主板壳体外部，达到了散热的效果。
32.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：图像传感器将拍摄到的模拟信号转换为数字化的初始图像信息，初始图像信息被按半屏显示区域划分为两个信息，其中一个信息传输到第一sdi信号处理模块进行图像处理形成4k分辨率画质的第一半屏sdi图形信息，另一半信息传输到第二sdi信号处理模块进行图像处理形成4k分辨率画质的第二半屏sdi图像信息。经过处理得到的两个半屏sdi图像信息通过同轴线传输到sdi信号接收拼接模块进行图像拼接处理，有助于确保传输不会失真，以及确保完成图像的拼接处理，从而得到具有4k分辨率画质且60帧运行高清图像信息。sdi信号接收拼接模块将4k分辨率且60帧运行的高清图像信息后发送到cpu信号处理器，cpu信号处理器利用显示驱动模块让4k分辨率画质且60帧运行高清图像信息可以在外接的显示器进行画面显示，提高处理图像的能力，提升了医用摄像装置的成像效果。
附图说明
33.图1为本技术实施例1所述一种改进的摄像系统的结构框图。
34.图2为本技术实施例1所述第一sdi信号处理模块的内部组成框图。
35.图3为本技术实施例1所述第二sdi信号处理模块的内部组成框图。
36.图4为本技术实施例1所述一种改进的摄像系统带有包括通讯模块和输入元器件的结构框图。
37.图5为本技术实施例1所述一种改进的摄像系统带有所述存储模块的结构框图。
38.图6为本技术实施例1所述一种改进的摄像系统包括所述散热模块和散热器的结构框图。
39.图7为本技术实施例1所述一种改进的摄像系统包括所述电源电压转换模块的结构框图。
40.图8为本技术实施例2所述一种带有该系统的医用装置的结构示意图。
41.图9为本技术实施例2所述主机壳体的结构示意图。
42.图10为本技术实施例1所述cmos传感器的使用原理图。
43.附图标记说明：
44.1、图像传感器；2、sdi信号生成主板；21、第一sdi信号处理模块；211、第一并行运算子模块；2111、第一isp处理芯片；2112、第二isp处理芯片；212、第一sdi信号输出子模块；22、第二sdi信号处理模块；221、第二并行运算子模块；2211、第三isp处理芯片；2212、第四isp处理芯片；222、第二sdi信号输出子模块；3、图像信号处理主板；31、sdi信号接收拼接模
块；32、cpu信号处理器；33、显示驱动模块；34、输入元器件；35、通讯模块；36、存储模块；37、电源电压转换模块；4、同轴线；51、散热驱动模块；52、散热器；6、主机壳体；7、内窥镜摄像头；8、操作手柄；9、散热通孔。
具体实施方式
45.以下结合附图1-图10对本技术作进一步详细说明。
46.实施例1：
47.本技术实施例公开一种改进的摄像系统，参照图1，包括：图像传感器1、sdi信号生成主板2、图像信号处理主板3和同轴线4，sdi信号生成主板2包括第一sdi信号处理模块21和第二sdi信号处理模块22，
48.图像传感器1分别与第一sdi信号处理模块21、第二sdi信号处理模块22连接；
49.图像信号处理主板3包括sdi信号接收拼接模块31、cpu信号处理器32和显示驱动模块33，
50.第一sdi信号处理模块21通过同轴线4与sdi信号接收拼接模块31连接，第二sdi信号处理模块22通过同轴线4与sdi信号接收拼接模块31连接，
51.sdi信号接收拼接模块31与cpu信号处理器32连接，cpu信号处理器32与显示驱动模块33连接。
52.图像传感器1具体采用cmos图像传感器，采用的cmos图像传感器的型号可以为imx334型号，cmos图像传感器的使用原理图如图10，图像传感器1伸入到待观测的区域，图像传感器1通过内部的感光作用将拍摄的画面转换成与光像成相应比例关系的初始图像信息，获取得到的图像画面分成两份，分别传输到第一sdi信号处理模块21和第二sdi信号处理模块22进行处理，其中，sdi的全称是serial digital interface，其中文全程是数字分量串行接口，第一sdi信号处理模块21处理后将图像信号编码且转换成数字信号的图像信号后，成一个第一半屏sdi图像信息，第二sdi信号处理模块22处理后将图像信号编码且转换成数字信号的图像信号后，成一个第二半屏sdi图像信息，两个图像信息通过采用75ω同轴线4分别传输到sdi信号接收拼接模块31，75ω是指该线缆的特性阻抗为75ω，这个时候传输损耗最小，采用同轴线4进行连接能简化线缆数量、减少线上衰减，达到免压缩输送的作用，有助于防止图像信息失真，sdi信号接收拼接模块31接收到图像信息后对两个图像信息进行拼接，sdi信号接收拼接模块31可以采用en334s型号，sdi信号接收拼接模块还可采用lmh0376的型号，sdi信号接收拼接模块31拼接得到的一个4k分辨率实现60帧运行的图像信息，4k分辨率具体为4096*2160的像素，对图像信息进行解码操作发送到cpu信号处理器32，cpu信号处理器32可以采用hi3531型号，cpu信号处理器32通过显示驱动模块33和外接的显示器连通，将处理好的60帧运行的4k分辨率的图像信号传输到外界的显示器，用于实时显示图像传感器1感应到的图像。
53.作为另外一种实施方式，第一sdi信号处理模块21还可以将处理后的图像信号编码且转换成数字信号的图像信号后，拼接呈一个上半图像信号。
54.第二sdi信号处理模块22还可以将处理后的图像信号编码且转换成数字信号的图像信号后，拼接呈一个下半图像信号。
55.参照图2，第一sdi信号处理模块21包括第一并行运算子模块211和第一sdi信号输
出子模块212，第一并行运算子模块211包括至少2个第一isp处理芯片2111，图像传感器1分别通过至少2个第一isp处理芯片2111与第一sdi信号输出子模块212连接。
56.具体地，isp全称image signal processing，中文为图像信号处理，第一isp处理芯片可以采用en781芯片型号，isp处理芯片还可以采用fh8510。本实施例中，第一并行运算子模块211内设置有两个isp处理芯片，两个isp处理芯片分别接收来自图像传感器1的二分之一画面区域的图像信息，分开处理一个画面提升处理效率，减轻单个器械的处理量，提升4k分辨率画质的成像效果，isp处理芯片通过内置的cmos传感器接口接收来自图像传感器1的图像信号，对接收到的信息进行编码操作，完成图像信号的编码后经模数转换，输出数字信号，两个isp芯片输出的两个图像信号输入到第一sdi信号输出子模块212，通过第一sdi信号输出子模块212对两个图像数字信号拼接得到第一半屏sdi图像信息后传输到图像信号处理主板3。
57.参照图3，第二sdi信号处理模块22包括第二并行运算子模块221和第二sdi图像转换子模块，第二并行运算子模块221包括至少2个第二isp处理芯片2112，图像传感器1分别通过2个第二isp处理芯片2112与第二sdi信号输出子模块222连接。
58.本实施例中，第二并行运算子模块221内设置有另外两个isp处理芯片，第二isp处理芯片可以采用en781芯片型号。两个isp处理芯片分别接收来自图像传感器1的另外二分之一画面的图像信息，对接收到的信息进行编码操作，完成图像的编码后经模数转换，输出数字信号，两个isp 芯片的两个图像信号输入到第二sdi信号输出子模块222，通过第二sdi信号输出子模块222对两个图像数字信号拼接得到第二半屏sdi图像信息后传输到图像信号处理主板3。
59.参照图4，图像信号处理主板3还包括通讯模块35和输入元器件34，输入元器件34通过通讯模块35与cpu信号处理器32连接。
60.具体地，输入元器件34连接通讯模块35实现cpu信号处理器32的外部通讯，操作人员可通过对输入元器件34的操作，输入元器件采用键盘输入的方式，还可以采用触屏的方式输入控制指令，对通讯模块35发出指令，通讯模块35将收到的操作指令发送给cpu信号处理器32，cpu信号处理器32收到相对应的操作指令，对图像参数进行相对应的调整和做出相应的功能动作，改变输出图像的成像效果。通讯模块35可以采用有线连接模块或者无线连接模块如蓝牙模块实现。输入元器件34可以采用键盘或者手柄实现。
61.参照图5，图像信号处理主板3还包括存储模块36，存储模块36与cpu信号处理器32连接。
62.具体地，存储模块36用于摄像过程中，记录所拍摄到的画面。进一步地，存储模块36内有存储接口如sd卡插口，通过对存储模块36的存储接口插入外界的内存器件达到扩容的效果，可选择接入sd卡用于存储，通过输入元器件34对cpu信号处理器32发送开启和关闭录制信号，用于通断存储模块36的运作。
63.参照图6，摄像系统还包括散热驱动模块51和散热器52，cpu信号处理器32通过散热驱动模块51与散热器52连接。
64.具体地，图像信号处理主板3工作运行时，因为处理的视频信号内容大，使处理图像的元器件容易出现发热的现象，cpu信号处理器32在工作时会发出散热信号给散热驱动模块51，散热驱动模块51驱动散热器52工作，实现为图像信号处理主板3降温的作用。
65.参照图7，图像信号处理主板3还包括电源电压转换模块37，sdi信号接收拼接模块31、cpu信号处理器32、显示驱动模块33、存储模块36、通讯模块35、散热驱动模块51和散热器52与电源电压转换模块37连接。
66.具体地，摄像系统的元器件和220v交流电压并不适配，电源电压转换模块37接收外界输入进来的220v交流电压后，将电压转换成sdi信号接收拼接模块31、cpu信号处理器32、显示驱动模块33、存储模块36、通讯模块35、散热驱动模块51和散热器52适配的电压值，电源电压转换模块37能将220v交流电压转换为1.2v、1.5v、3.3v、5v和12v的直流电压。作为其中一种实施方式，电源电压转换模块37可以采用常规的线性稳压器如pw6566稳压器实现电压的转换功能。
67.实施例2
68.参照图8，本技术提供一种带有上述任一项改进的摄像系统的医用摄像装置，包括内窥镜摄像头7、操作手柄8和主机壳体6，图像传感器1安装于内窥镜摄像头7，sdi信号生成主板2安装于操作手柄8，图像信号处理主板3安装于主板壳体内。
69.具体地，操作人员握持操作手柄8将内窥镜摄像头7伸入到人体待检测或者是待观察的部位，捕捉需要观测的部位的画面图像信息，内窥镜摄像头7内置的图像传感器1将画面图像信息的物理信号转换成电信号输入到操作手柄8内的sdi信号生成主板2。再通过同轴线4将图像信息从sdi信号生成主板2传输到主机壳体6内的图像信号处理主板3，主机壳体6保护图像信号处理主板3不被损坏，通过外接显示器的形式，对处理完的图像进行显示的效果。
70.参照图9，主机壳体6设有散热通孔9。
71.具体地，散热通孔9用于图像信号处理主板3的散热，主机壳体6内产生的热气便于从散热通孔9排出，达到降低工作环境温度的效果。
72.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。