随着高清电子内窥镜的快速发展,视频数据量也逐渐增多,这势必导致对高清电子内窥镜图像处理系统有更高的要求。目前,图像处理系统主要分为两种 :PC 方式和嵌入式方式。
PC 方式主要是利用了 USB 接口和数据釆集卡,其中USB 接口主要用于传输视频信号,而数据采集卡主要用于采集视频信号,然后在 PC 机上完成后期的信号处理。姚陈昀提出一种基于 USB 2.0 接口的高清电子内窥镜系统,该系统的图像传感器为 CMOS,以 CY7C68013 作为 USB2.0 的接口芯片,微型摄像模组具有 140°的视场角,图像分辨率为1280×800,在高分辨率的条件下,帧率达到 15 fps,其性能指标达到了实际的应用需求。
嵌入式方式中比较常用的技术方式采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、数字信号处理
(Digital Signal Processing,DSP)、嵌入式处理器(Advanced RISC Machines,ARM)或是将他们的组合作为核心处理器。李侃等设计了一种基于 FPGA 和双 DSP 的嵌入式高清内窥镜视频处理系统,采用 FPGA 用于视频图像的预处理, 釆用两片基于 DaVinci-HD 技术的 DSP 进行并行运算,通过 PowerPC 处理器完成系统管理、视频存储与网络传输, 该系统的图像分辨率达到 1080/60 i,图像质量为 H.264 级别,具有小成本、低功耗等优点,有较高的实用性。宋璐等提出一种基于 ARM9 芯片和 WinCE 操作系统的医用电子内窥镜系统,采用 CMOS 作为图像传感器,FPGA 作为图像处理芯片,ARM9 为主控芯片,该系统实现了内窥镜的小型化和便携性。
针对电子内窥镜视频处理系统的高实时性要求,何灿等提出一种基于 TILE-Gx 多核处理器的高清内窥镜视频处理系统,该系统使用 Tilera 多核处理器对 1080 p/60 fps 高清视频进行 H.264 编解码,编码性能和解码性能均能够达到 60 fps 以上,图片质量达到 H.264 的 High Profile 级别。李益庆等提出一种基于 TILE-Gx36 多核处理器的高清电子内窥镜系统低时延视频处理设计方案,利用 FPGA 进行视频的采集和显示,利用多核处理器进行视频处理和编解码,通过减少视频采集时间减少采集延时,并采用优化插值算法作为视频处理算法,利用多任务负载均衡的并行处理提高视频处理环节的效率。