内窥镜摄像主机及内窥镜摄像系统的制作方法

1.本发明涉及医疗摄像技术领域，特别是一种内窥镜摄像主机及内窥镜摄像系统。


背景技术：

2.近年来，内窥镜系统越来越广泛的应用在外科手术中，内窥镜系统是一种图像处理系统，主要包括有设置有摄像头的内窥镜、内窥镜摄像主机以及显示器，其中，内窥镜摄像主机用来处理摄像头采集到的图像信息，显示器用来显示摄像主机处理后的图像信息。
3.在现有的内窥镜摄像系统中，控制系统和图像处理系统之间存在着相应的耦合关系，也就是操作系统及用户控制等功能与图像处理系统相耦合，使得内窥镜系统的稳定性比较低，在控制操作系统发生故障时，图像处理系统也会相应受到影响。


技术实现要素：

4.本技术提供一种内窥镜摄像主机及内窥镜摄像系统，通过将内窥镜摄像主机中的控制系统和图像处理系统进行独立，提高内窥镜摄像主机的运行稳定性，使得即使在控制系统受到干扰或产生故障的条件下，依然能够正常的进行图像处理和显示。
5.根据本技术的第一方面，本技术提供一种内窥镜摄像主机，包括：
6.壳体；
7.控制系统，所述控制系统设置在所述壳体内；
8.图像处理系统，所述图像处理系统设置在所述壳体内，并与所述控制系统通信连接；所述图像处理系统配置为基于所述控制系统输出的控制参数配置进行工作，以对所获取到的图像信号进行处理和输出；所述图像处理系统还配置为监测所述控制系统的工作状态，当确定到所述控制系统为异常状态时，选择一默认的控制参数配置，基于所述默认的控制参数配置进行工作，以对所获取到的图像信号进行处理和输出。
9.在一实施例中，所述图像处理系统还配置为：在确定到所述控制系统从异常状态恢复到正常状态时，重新切换为基于所述控制系统输出的控制参数配置进行工作，以对所述获取到的图像信号进行处理和输出。
10.在一实施例中，所述默认的控制参数配置为所述图像处理系统最新获取到的所述控制系统处于正常状态时输出的控制参数配置。
11.在一实施例中，所述默认的控制参数配置为所述内窥镜摄像主机开机运行时所采用的控制参数配置。
12.在一实施例中，所述默认的控制参数配置为所述图像处理系统中预先设置存储的控制参数配置。
13.在一实施例中，所述控制系统和所述图像处理系统采用串口通信的方式建立所述通信连接。
14.在一实施例中，所述图像处理系统包括：
15.图像接收板卡，所述图像接收板卡用于接收输入的图像信号；
16.图像处理板卡，所述图像处理板卡与所述图像接收板卡通信连接，用于对所接收到的图像信号进行处理；
17.图像输出板卡，所述图像输出板卡与所述图像处理板卡通信连接，用于将所述图像处理板卡处理后的图像进行转换和输出。
18.在一实施例中，所述图像处理系统还包括：
19.录像板卡，所述录像板卡与所述图像输出板卡通信连接，用于对所述图像输出板卡处理后的图像进行记录。
20.在一实施例中，所述图像输出板卡包括2k图像输出板卡和4k图像输出板卡，所述2k图像输出板卡和所述4k图像输出板卡通过一安装支架安装在所述壳体上。
21.在一实施例中，所述摄像主机还包括ac-dc电源模块和i/o板；所述壳体从壳体的前端到壳体的后端分为两侧，所述录像板卡和ac-dc电源模块依次安装在其中一侧，所述图像接收板卡、图像处理板卡和图像输出板卡依次安装在另一侧。
22.根据本技术的第二方面，本技术提供一种内窥镜摄像系统，包括：内窥镜、摄像头、光源主机、如上述所述的摄像主机、显示器和导光束；所述导光束的一端连接到所述光源主机的光源接口，另一端连接到所述内窥镜，用于为所述内窥镜提供光源；所述摄像头一端通过通信线缆连接到所述摄像主机的图像信号输入接口，以将所述摄像头获取到的图像信号传输到所述摄像主机进行处理；所述摄像头的另一端用于卡接到所述内窥镜，以获取所述内窥镜的光学信号；所述显示器连接到所述摄像主机，用于显示所述摄像主机输出的图像。
23.本技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术设计一种内窥镜摄像主机以及内窥镜摄像系统，在内窥镜摄像主机中将控制系统与图像处理系统进行独立设置，通过建立两者之间的通信连接实现两者之间的信息交互，保证了两者运行的独立性，使得控制系统即使出现异常也不会影响图像处理系统的正常运行。进一步的，在控制系统恢复正常时，控制系统也可以正常恢复对图像处理系统的控制，能够增强内窥镜摄像主机的工作稳定性，使得即使在控制系统受到干扰或产生故障的条件下，依然能够正常进行图像输出，保证手术的正常进行。
24.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
26.图1为本技术一实施例提供的内窥镜摄像主机的结构示意图；
27.图2为本技术一实施例提供的内窥镜摄像主机的系统架构示意图；
28.图3为本技术一实施例提供的内窥镜摄像系统的结构示意图。
29.附图标记说明：
30.1000、内窥镜摄像主机；
31.200、壳体；
32.300、控制系统；
33.400、图像处理系统；401、图像接收板卡；402、图像处理板卡；403、图像输出板卡；404、录像板卡；4011、图像信号输入接口；
34.500、ac-dc电源模块；
35.600、i/o板；6001、图像信号输出接口；
36.2000、显示器；
37.3000、内窥镜；
38.4000、光源主机；
39.5000、导光束。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
42.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.本技术的摄像主机属于医疗诊断设备技术领域，用于内窥镜系统中，内窥镜系统是一种图像处理系统，包括设有摄像头、内窥镜、内窥镜摄像主机、光源主机、导光束和与摄像主机连接的显示器，其中，光源主机通过导光束连接至内窥镜，为所述内窥镜提供光源；摄像头一端通过通信线缆连接到摄像主机的图像信号输入接口，以将摄像头获取到的图像信号传输到摄像主机进行处理，摄像头的另一端用于卡接到内窥镜，以获取内窥镜的光学信号，显示器连接到摄像主机的图像信号输出接口，用于显示所述摄像主机输出的图像。
44.具体的，摄像主机上设有多种用线缆相互连接的器件，例如，图像接收板卡、图像处理板卡、图像输出板卡、录像板卡、ac-dc电源模块、控制板和i/o板等，其中，图像处理板卡用于对图像信号输入接口输入的图像信号进行处理；图像输出板卡用于将所述图像处理板卡处理后的图像进行格式转换和输出；录像板卡用于对所述图像输出板卡处理后的图像进行记录，以存储到存储设备(例如u盘)上；控制板用于控制内窥镜摄像主机内部各器件之间的供电，显示的显示，以及其他板卡的工作等。
45.由于内窥镜摄像主机中包括有多个不同的系统，如包含有控制板的控制系统以及图像处理系统，而在现有的内窥镜摄像系统中，控制系统和图像处理系统之间存在着相应的耦合关系，也就是操作系统及用户控制等功能与图像处理系统相耦合，两个系统会对彼
此有所影响，如在控制系统异常时图像处理系统也会受到影响而不能完成图像信息的采集和获取，而在图像处理系统异常时控制系统也会受到影响而不能进行相应的操作，使得内窥镜系统的稳定性比较低，且在某一系统出现异常时会影响整个内窥镜系统的整体运行。
46.为了提高内窥镜系统的运行稳定性，将控制系统和图像处理系统分别设置为两个独立的系统，然后通过建立可靠的通信连接实现两个系统之间的数据交互，降低两个系统之间的直接影响对于图像处理系统，也就是即使在控制系统出现异常也不会影响图像处理系统的正常运行，同时在控制系统恢复正常时可以恢复对图像处理系统的控制。任意一个系统出现故障，另一个系统也可以继续维持正常运行。这样可以很好的提高内窥镜系统的运行稳定性，保证内窥镜系统在使用过程中的安全性。在某些实施例中，可以通过为控制系统和图像处理系统设置两个独立的处理芯片，控制系统的处理芯片运行控制系统的相关程序，图像处理系统的处理芯片运行图像处理系统的相关程序，使得两个系统能够保持独立性。例如，当控制系统的处理芯片出现故障时，图像处理系统的处理芯片依旧可以正常工作。
47.如图1至图2所示，根据本技术的第一方面，本技术提供一种内窥镜摄像主机1000，包括壳体200、控制系统300以及图像处理系统400，其中，控制系统300以及所述图像处理系统400均设置在壳体200内，且图像处理系统400与控制系统300通信连接，图像处理系统400配置为基于控制系统300输出的控制参数配置进行工作，以对所获取到的图像信号进行处理和输出。
48.在一实施例中，控制系统300和图像处理系统400采用串口通信的方式建立相应的通信连接，进而实现控制系统300与图像处理系统400之间的数据交互，如控制系统300将所获取的控制参数发送至图像处理系统400，以使得图像处理系统根据所接收到的控制参数进行图像信息的获取以及处理。
49.图像处理系统400还配置为在工作过程中，监测控制系统300的工作状态，当确定到控制系统300为异常状态时，选择一默认的控制参数配置，基于默认的控制参数配置进行工作，以对所获取到的图像信号进行处理和输出；同时，在确定到控制系统300的工作状态从异常状态恢复到正常状态时，重新切换为基于控制系统300输出的控制参数配置进行工作，以对所述获取到的图像信号进行处理和输出。
50.在内窥镜摄像主机1000运行过程中，控制系统300与图像处理系统400之间会定时的互相发送相应的查询指令，如acqu i re work status指令，通过对方的反馈信息判定对方是否正常工作，若反馈的为期望中的指令，如work ok，则判定对方处于工作正常状态，若反馈非期望指令或无反馈，则判断对方处于工作异常状态，此时控制系统300或图像处理系统400以默认的参数配置继续运行，从而实现了两个系统的独立。
51.而在一般情况下，在图像处理系统400处于异常状态时，会出现图像显示异常的情况，也就是图像信息的不显示或者显示不完全等。在控制系统300处于异常状态时，在内窥镜摄像主机1000内部，图像处理系统400将不会接收到控制系统300所发送的控制指令，即进行图像处理的控制指令，那么此时图像处理系统400将会以一默认的控制参数配置进行工作。
52.在本实施例中，对于默认的控制参数配置有多种不同的配置方式，可以为图像处理系统400最新获取的在控制系统300处于正常状态时所输出的控制参数配置；还可以为内
窥镜摄像主机1000开机运行时所采用的控制参数配置；也可以为图像处理系统400中预先所存储的控制参数配置。需要说明的是，默认的控制参数配置是可使图像处理系统400正常运行的参数配置。
53.例如，在内窥镜摄像主机1000的运行过程中，内窥镜摄像主机1000需要实时控制图像的噪声抑制参数，以保证内窥镜摄像主机1000可以实时正常的运行。为了实现内窥镜摄像主机1000的正常运行以及图像输出的准确性，内窥镜摄像主机1000中会配置有相应的控制参数，以合理的对图像进行处理，保证输出结果满足实际需求。
54.具体地，在照明良好场景时，配置较弱的噪声抑制参数以获得更优的细节分辨，在照明不良的手术场景时，配置较强的噪声抑制参数以获得噪声更小的图像效果，当通信由于控制系统300异常时，图像处理系统400可以保持当前默认参数配置，以保证图像不出现配置错误。
55.通常情况下，图像处理系统400处于正常运行状态时，若控制系统300没有异常，那么此时控制系统300可以正常的向图像处理系统400发出的正确且合适的控制指令，以使得图像处理系统400可以正确的进行图像的采集，以及对所采集到的图像信息进行正确的处理。
56.另外，对于内窥镜摄像主机1000而言，在其运行过程中预先所存储的控制参数以及在其开机启动时所设置的控制参数是基于内窥镜摄像主机1000正常运行所设定的，因此，图像处理系统400在没有与控制系统300之间出现通信异常，也就是控制系统300处于异常状态而无法向图像处理系统发送相应的控制参数时，图像处理系统400可以根据内窥镜摄像主机1000在开机运行时的预设控制参数配置进行响应，还可以根据预先存储在图像处理系统400本身的控制参数进行响应。
57.在一实施例中，可以在内窥镜摄像主机1000中将控制系统300与图像处理系统400独立设置在不同的板卡上，通过建立两者之间的通信连接实现两者之间的信息交互，保证了两者运行的独立性，使得控制系统300即使出现异常也不会影响图像处理系统400的正常运行，同时在控制系统300恢复正常时，控制系统300也可以正常恢复对图像处理系统400的控制，实现了能够增强内窥镜摄像主机1000的工作稳定性，使得即使在控制系统300受到干扰或产生故障的条件下，依然能够正常显示图像。当然，在其他实施例中，控制系统300和图像处理系统400的全部或部分电路结构也可以设置在同一板卡上，只要保证两个系统的独立性即可。
58.在一些可选的实施方式中，图像处理系统400包括图像接收板卡401、图像处理板卡402以及图像输出板卡402。图像接收板卡401用于接收输入的图像信号，图像处理板卡402与图像接收板卡401通信连接，且用于对所接收到的图像信号进行处理，以及图像输出板卡403与图像处理板卡402通信连接，用于将图像处理板卡402处理后的图像进行转换和输出。其中，图像处理板卡402与图像接收板卡401以及图像输出板卡403与图像处理板卡402之间的通信连接可采用串口通信的方式建立。
59.在实际应用中，图像处理系统400用于响应控制系统300所发送的控制指令或者响应默认的控制参数，而在进行图像处理时首先接收到输入的图像信号，具体为与内窥镜摄像主机1000相关联的摄像头进行图像信号的采集，以得到需要进行处理的图像信息。
60.在内窥镜摄像主机1000运行过程中，摄像头会时刻进行图像信号的采集获取，然
后将所采集到的图像信号发送给图像处理系统400，具体为图像处理系统400中的图像接收板卡401接收摄像头所采集到的图像信号，然后将所接收到的图像信号发送给图像处理板卡402，以使得图像处理板卡402根据控制系统300所发出的控制指令或者默认的控制参数对所接收到的图像信号进行处理，最后图像处理板卡402在完成对图像信号的处理之后，图像输出板卡403对处理之后的图像进行转换和输出，以将转化和输出的结果信号输送到关联的显示器上进行显示。
61.在一个可选的实施方式中，图像处理系统400还包括录像板卡404，录像板卡404与图像输出板卡403通信连接，具体的通信连接方式可以是采用串口通信的方式建立，用于对图像输出板卡403处理输出的图像进行记录。
62.在一些可选的实施方式中，内窥镜摄像主机1000还包括ac-dc电源模块500和i/o板600，其中，控制系统300还用于控制内窥镜摄像主机1000内部各器件之间的供电；控制系统300设置在所述壳体200的前端，所述i/o板600设置在所述壳体200的后端；壳体200从壳体200的前端到壳体的后端分为两侧，i/o板600设置在壳体200的其中一端，录像板卡404和ac-dc电源模块500依次安装在其中一侧，图像接收板卡401、图像处理板卡402和图像输出板卡403依次安装在另一侧。
63.具体地，控制系统300设置在壳体200的前端，i/o板600设置在壳体200的后端，壳体200从壳体200的前端到壳体200的后端划分为两个区域，其中一个区域用来放置录像板卡404和ac-dc电源模块500，另一个区域用来放置图像接收板卡401、图像处理板卡402和图像输出板卡403，其中，录像板卡404和图像输出板卡403设置在靠近壳体200前端的一侧，图像输出板卡402和ac-dc电源模块500设置在靠近壳体200后端的一侧，这样便于壳体200、图像接收板卡401、图像处理板卡402、图像输出板卡403、录像板卡404、ac-dc电源模块500和i/o板110之间线缆的排放。
64.在一个可选的实施方式中，图像处理系统400为ccu板卡组件，图像输出板卡403包括2k图像输出板卡4031和4k图像输出板卡4032，2k图像输出板卡4031和4k图像输出板卡4032均用于将图像处理板卡400处理后的图像进行转换和输出，连接在图像输出板卡403与图像处理系统400之间的信号线为高频线缆101。在本实施方式中，在壳体200后端分别设有4k图像输出接口和2k图像输出接口(参见图2中图像信号输出接口6001)，以便用户可以根据自己的需求选择不同的输出接口。
65.如图3所示，根据本技术的第二方面，本技术还提供一种内窥镜摄像系统，包括：内窥镜3000、摄像头、光源主机4000、上述的摄像主机1000、显示器2000和导光束5000，其中，导光束5000的一端连接到光源主机4000的光源接口，另一端连接到所述内窥镜3000，用于为内窥镜3000提供光源；摄像头一端通过通信线缆连接到摄像主机1000的图像信号输入接口4011，以将摄像头获取到的图像信号传输到摄像主机1000进行处理；摄像头的另一端用于卡接到内窥镜3000，以获取内窥镜3000的光学信号；显示器2000连接到摄像主机1000，用于显示摄像主机1000输出的图像。
66.采用以上技术方案后，能够有效的提高内窥镜摄像主机1000的运行稳定性，使得即使在控制系统300受到干扰或产生故障的条件下，依然能够正常显示图像，避免因控制系统300的运行异常而使得图像处理系统400也出现运行异常，使得即使在控制系统300工作异常时，图像处理系统400依旧可以正常运行，同时，在控制系统300恢复正常时，控制系统
300也可以正常恢复对图像处理系统400的正常控制。
67.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
68.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
69.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
70.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
71.尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。