CN105208332A - 一种医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，包括设置在手术台上方的天吊式镜头、设置在实施手术位置的潜水式镜头，以及用于接收天吊式镜头和潜水式镜头的视频信号的主机；所述天吊式镜头内设有视频采集芯片，其用于采集外部的图像信息，并发送至主机；所述潜水式镜头内设有视频采集芯片，其用于采集外部的图像信息，并发送至主机；所述主机内部设有驱动显示芯片和视频录制芯片；所述驱动显示芯片，用于将接收到的天吊式镜头采集的视频信息和潜水式镜头采集的视频信息进行播放显示；所述视频录制芯片，用于将天吊式镜头采集的视频信息和潜水式镜头采集的视频信息进行录制保存。

Description

一种医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路

技术领域

本发明涉及一种摄像系统，特别是一种医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路。

背景技术

在临床医疗时，特别是当医生在进行手术时，往往需要进行通过摄像进行观察手术过程，进行实时播放和录制，可以方便在手术过程中进行观看，同时也可以通过录像进行教学示范。

然而，现有的摄像镜头单一，拍摄的角度有限，难以还原整个手术的场景和细节。特别是，在手术的细微部分，更是难以拍摄。

因此，针对现有的问题，需要提供一种能够全方位拍摄医生手术的医疗拍摄系统，以及其视频采集、录制及显示电路。

发明内容

本发明在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路。

本发明通过以下技术方案实现：一种医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，包括设置在手术台上方的天吊式镜头、设置在实施手术位置的潜水式镜头，以及用于接收天吊式镜头和潜水式镜头的视频信号的主机；

所述天吊式镜头内设有视频采集芯片，其用于采集外部的图像信息，并发送至主机；

所述潜水式镜头内设有视频采集芯片，其用于采集外部的图像信息，并发送至主机；

所述主机内部设有驱动显示芯片和视频录制芯片；所述驱动显示芯片，用于将接收到的天吊式镜头采集的视频信息和潜水式镜头采集的视频信息进行播放显示；所述视频录制芯片，用于将天吊式镜头采集的视频信息和潜水式镜头采集的视频信息进行录制保存。

作为本发明的进一步改进，所述天吊式镜头和潜水式镜头内部的视频采集芯片都包括：控制模块、驱动模块、感光模块、取样模块和输出模块；

所述控制模块，其用于接收外部的触发信号，发送触发信号至驱动模块；

所述驱动模块，其用于接收控制模块的触发信号，并驱动感光模块工作；

所述感光模块，其用于接收外界的光信号，并将该光信号转换为电信号；

所述取样模块，其用于对感光模块的电信号进行取样处理，并将处理完的电信号发送至输出模块；

所述输出模块，其用于将该电信号转换为数字信号，并进行输出。

作为本发明的进一步改进，所述视频采集芯片还包括一倍频模块，其用于将外部输入的触发信号的频率进行增倍处理，再发送至控制模块。

作为本发明的进一步改进，所述视频采集芯片外部设有：用于接收供电电压的电源端口、用于输出视频信号的视频信号端口、用于输出行场信号的行场信号端口、用于接收参考电压电频的参考信号端口和一用于接收外部时钟信号的时钟信号端口。

作为本发明的进一步改进，所述主机内部的视频录制芯片包括：数据接收器、视频编码器、视频解码器、数据输出器和处理器；

所述数据接收器，用于接收外部的视频信号，并发送至视频编码器；

所述视频编码器，用于对视频信号进行编码录制；

所述视频解码器，用于对视频信号进行解码回放；

所述数据输出器，用于对视频信号进行输出；

所述处理器，用于控制数据接收器、视频编码器、视频解码器和数据输出器的工作。

作为本发明的进一步改进，所述视频录制芯片还包括一图像处理器，用于对数据接收器所接收的视频进行处理，并将处理后的图像发送至视频编码器。

作为本发明的进一步改进，所述图像处理器包括边缘增强电路和消除噪音干扰电路。

作为本发明的进一步改进，所述视频录制芯片外部设有：电源端口、视频输入端口、视频输出端口和通讯端口；所述视频输入端口与该中心处理芯片内部的数据接收器连接，用于接收外部的视频数据；所述视频输出端口，与所述数据输出器连接，用于输出视频数据；所述通讯端口，与所述处理器连接，用于接收外部的串口命令。

作为本发明的进一步改进，所述主机内部的驱动显示芯片包括：模拟信号接收器、数字信号接收器、模数转换器、复用器、输出格式转换器、数据输出器和控制器；

所述模拟信号接收器，用于接收模拟信号，并发送至模数转换器；

所述模数转换器，用于将模拟信号转换为数据信号，并发送至复用器；

所述数据信号接收器，用于接收数据信号，并发送至复用器；

所述复用器，用于将两路信号进行整合，并进行输出至输出格式转换器；

所述输出格式转换器，用于将信号格式进行转换，并输出至数据输出器；

所述数据输出器，将信号输出，并进行显示；

所述控制器，用于控制模拟信号接收器、数字信号接收器、模数转换器、复用器、输出格式转换器和数据输出器的工作。

作为本发明的进一步改进，所述驱动显示芯片还包括一视频解码器、场逆程数据处理器和存储器；

所述视频解码器，用于将模拟信号接收器接收的模拟信号进行解码，并发送至场逆程数据处理器；

所述场逆程数据处理器，用于将解码后的模拟信号插入数据行，并发送至所述存储器进行存储；

所述存储器，用于存储经场逆程数据处理器处理后的数据，并发送至输出格式转换器。

作为本发明的进一步改进，所述驱动显示芯片还包括一图像边缘平滑处理器，用于接收复位器的信号，并对视频图像的边缘进行平滑处理，再发送至格式转换器。

作为本发明的进一步改进，所述数据输出器同时进行色彩输出和LVDS视频信号输出。

作为本发明的进一步改进，所述驱动显示芯片的外部设有：电源端口、视频信号接收端口和视频信号输出端口；所述视频信号接收端口与中心处理芯片内部的模拟信号接收器和数据信号接收器连接；所述视频输出端口与中心处理芯片内部的数据输出器连接。

相比于现有技术，本发明通过同时设置两个镜头，一个天吊式镜头，一个潜水式镜头，可以分别之上而下观察到全局的手术过程，同时，通过潜水式镜头可以观察到手术台上医生的手术的细微之处。同时，通过一主机，将两个镜头所采集的视频进行合并播放和录制，方便于医生手术过程中的观看，也可以用于手续教学视频使用。

进一步，本发明通过在视频采集芯片中划分为多个功能模块，分别并由各个功能模块独立协调工作，能够实现低功耗、低照度，以及可以是输出的画面更加高清。

进一步，本发明通过在视频录制芯片中划分为多个功能模块，分别并由各个功能模块独立协调工作，能够实现对视频录制，达到可以回放重播的效果。

进一步，本发明通过在驱动显示芯片中划分为多个功能模块，分别并由各个功能模块独立协调工作，能够实现对视频驱动的效果，使播放更加流畅清晰。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明的医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路的连接示意图。

图2是本发明的医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路的内部芯片连接示意图。

图3式视频采集芯片的内部电路连接示意图。

图4是视频采集芯片的外部端口示意图。

图5是视频采集芯片的电源部分的电路图。

图6是视频采集芯片的2.7V的电路图。

图7是视频采集芯片的1.8V的电路图。

图8是视频采集芯片的1.2V的电路图。

图9是视频采集芯片行场信号的接口放大图。

图10是视频采集芯片的参考信号端口的局部放大图。

图11是视频采集芯片的时钟电路的电路图。

图12是视频采集芯片的配置电路的电路图。

图13是驱动显示芯片的内部电路连接示意图。

图14-15是驱动显示芯片的信号输入和信号输出示意图。

图16是驱动显示芯片的电源端口的局部放大图。

图17是驱动显示芯片的视频输入端口的局部放大图。

图18是驱动显示芯片的视频输出端口的局部放大图。

图19是视频录制芯片的内部电路连接示意图。

图20-22是视频录制芯片的外部端口连接示意图。

图23是电源端口的局部放大图。

图24是通讯端口的局部放大图。

具体实施方式

请参阅图1，其为本发明的医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路的连接示意图。本发明提供了一种医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其包括设置在手术台上方的天吊式镜头1、设置在实施手术位置的潜水式镜头2，以及用于接收天吊式镜头1和潜水式镜头2的视频信号的主机3。

具体的，请参阅图2，其为本发明的医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路的内部芯片连接示意图。

所述天吊式镜头1内设有视频采集芯片11，其用于采集外部的图像信息，并发送至主机3；

所述潜水式镜头2内设有视频采集芯片21，其用于采集外部的图像信息，并发送至主机3；

所述主机3内部设有驱动显示芯片34和视频录制芯片35；所述驱动显示芯片34，用于将接收到的天吊式镜头1采集的视频信息和潜水式镜头2采集的视频信息进行播放显示；所述视频录制芯片35，用于将天吊式镜头1采集的视频信息和潜水式镜头2采集的视频信息进行录制保存。

进一步，以下对上述芯片的内部电路模块的连接分别进行说明，具体如下：

请参阅图3，其为视频采集芯片的内部电路连接示意图。

所述天吊式镜头内部的视频采集芯片11和潜水式镜头内部的视频采集芯片21都包括：控制模块111、驱动模块112、感光模块113、取样模块114、输出模块115和倍频模块116；

所述控制模块111，其用于接收外部的触发信号，发送触发信号至驱动模块112；

所述驱动模块112，其用于接收控制模块的触发信号，并驱动感光模块113工作；

所述感光模块113，其用于接收外界的光信号，并将该光信号转换为电信号；

所述取样模块114，其用于对感光模块的电信号进行取样处理，并将处理完的电信号发送至输出模块115；

所述输出模块115，其用于将该电信号转换为数字信号，并进行输出。

所述倍频模块116，其用于将外部输入的触发信号的频率进行增倍处理，再发送至控制模块111。

具体的，请参阅图4，其为视频采集芯片的外部端口示意图。

所述视频采集芯片外部设有：用于接收电压的电源端口101、用于输出视频信号的视频信号端口102、用于输出行场信号的行场信号端口103、用于接收参考电压电频的参考信号端口104、用于接收外部时钟信号的时钟信号端口105和用于接收外部工作模式命令的通讯命令端口106。

请同时参阅图5，其为视频采集芯片的电源部分的电路图。具体的，视频采集芯片中的电源部分同时采用三种电压，分别为2.7V、1.8V，和1.2V。

请同时参阅图6-8，其分别为视频采集芯片的2.7V、1.8V和1.2V的电路图。具体的，视频采集芯片的三种电压的输入端口101都外接有一用于稳压的滤波电路；所述滤波电路包括一个电感和至少一个电容；所述电感一端与外部电源连接，另一端分别与每个电容连接，所述每个电容的另一端与接地；所述电感与电容连接的一端接入电源端口。其中，2.7V和1.8V的电压接入电路包括四个电容，1.2V的电压接入电路包括三个电容，以滤掉不同频率的干扰信号。

请参阅图9，其为行场信号的接口放大图。进一步，所述行场信号端口103外接有一用于提供信号强度的电阻。通过该行场信号，用于控制视频输出的频率和顺序。比如：可以控制视频信号在屏幕上的显示频率和显示顺序，可以是从上之下每行输出，也可以是从左至右输出。

请参阅图10，其为视频采集芯片的参考信号端口的局部放大图。进一步，所述参考信号端口104外接有作为电压电频参考基准的电容。在本实施例中，所述参考信号端口有7个，每个端口都外接一个1uF的电容。

请参阅图11，其为视频采集芯片的时钟电路的电路图。所述时钟信号端口105外接一时钟电路，其包括一钟振芯片；所述钟振芯片的电源端通过一滤波电路与电源连接，该钟振芯片的输出端通过一调试电路与所述时钟信号端口连接；所述滤波电路包括由一电感和电容串联组成，所述电感的一端与电源连接，另一端与电容连接，且该电容的另一端接地；所述钟振芯片的电源端与连接与电感和电容之间；所述调试电路由电阻和电容组成；该调试电路的电阻的一端与钟振的输出端连接，另一端与电容连接，且该电容的另一端接地；所述时钟信号端口连接于该电阻与电容之间。

请参阅图12，其为视频采集芯片的配置电路的电路图。进一步，所述通讯命令端口106，其外接有一工作模式配置电路；所述配置电路由两个电阻串联组成，所述通讯命令端口连接于两电阻之间。

请参阅图13，其为驱动显示芯片的内部电路连接示意图。

所述主机内部的驱动显示芯片34包括：模拟信号接收器341、数字信号接收器342、模数转换器343、复用器344、图像边缘平滑处理器345、视频解码器346、场逆程数据处理器347、存储器348、输出格式转换器349、数据输出器3410和控制器3411。

所述模拟信号接收器341，用于接收模拟信号，并发送至模数转换器343；

所述数据信号接收器342，用于接收数据信号，并发送至复用器344；

所述模数转换器343，用于将模拟信号转换为数据信号，并发送至复用器344；

所述复用器344，用于将两路信号进行整合，并进行输出至输出图像边缘平滑处理器345；

所述图像边缘平滑处理器345，用于接收复位器的信号，并对视频图像的边缘进行平滑处理，再发送至格式转换器349。

所述视频解码器346，用于将模拟信号接收器接收的模拟信号进行解码，并发送至场逆程数据处理器347；

所述场逆程数据处理器347，用于将解码后的模拟信号插入数据行，并发送至所述存储器348进行存储；

所述存储器348，用于存储经场逆程数据处理器处理后的数据，并发送至输出格式转换器349。

所述输出格式转换器349，用于将信号格式进行转换，并输出至数据输出器3410；

所述数据输出器3410同时进行色彩输出和lvds视频信号输出。

所述控制器3411，用于控制模拟信号接收器341、数字信号接收器342、模数转换器343、复用器344、图像边缘平滑处理器345、视频解码器346、场逆程数据处理器347、存储器348、输出格式转换器349和数据输出器3410的工作。

请同时参阅图14-15，其为驱动显示芯片的信号输入和信号输出示意图。

所述驱动显示芯片的外部设有：电源端口801、视频信号接收端口802和视频信号输出端口803；所述视频信号接收端口802与驱动显示芯片34内部的模拟信号接收器341和数据信号接收器342连接；所述视频输出端口803与驱动显示芯片内部的数据输出器3410连接。

请参阅图16，其为驱动显示芯片的电源端口的局部放大图。所述电源端口801包括一个1.2V的电源引脚和3.3V的电源引脚；所述1.2V引脚外接有两个并联的电容，用于过滤交流信号；所述3.3V外接有5个并联电容，用于过滤不同频率的交流信号。

请参阅图17，其为驱动显示芯片的视频输入端口的局部放大图。所述视频输入端口802包括两组引脚，一组用于接收录制电路的录制信号，另一组用于接收实时播放的视频信号。其中，引脚B5～B8、A5～A8用于接收录制电路的录制信号，引脚B1～B4、A1～A4用于接收实时播放的视频信号。

请参阅图18，其为驱动显示芯片的视频输出端口的局部放大图。所述视频输出端口803包括12组引脚，分别与数据输出器3410连接，用于输出回放视频信号和实时视频信号。

请参阅图19，其为视频录制芯片的内部电路连接示意图。

所述主机内部的视频录制芯片35包括：数据接收器351、图像处理器352、视频编码器353、视频解码器354、数据输出器355和处理器356；

所述数据接收器351，用于接收外部的视频信号，并发送至图像处理器352；

所述图像处理器352，用于接收数据接收器发送的视频进行，并对视频图像进行处理，再发送至视频编码器353；其中，所述图像处理器包括用于增强图像边缘的清晰度的边缘增强电路和用于消除信号干扰的消除噪音干扰电路。

所述视频编码器353，用于对视频信号进行编码录制；

所述视频解码器354，用于对视频信号进行解码回放；

所述数据输出器355，用于对视频信号进行输出；

所述处理器356，用于控制数据接收器351、图像处理器352、视频编码器353、视频解码器354和数据输出器355的工作。

请参阅图20-22，其为视频录制芯片的外部端口连接示意图。

进一步，所述视频录制芯片外部设有：电源端口901、视频输入端口902、视频输出端口903和通讯端口904；所述视频输入端口902与该视频芯片内部的数据接收器351连接，用于接收外部的视频数据；所述视频输出端口903，与所述数据输出器355连接，用于输出视频数据；所述通讯端口904，与所述处理器356连接，用于接收外部的串口命令。

请参阅图23，其为电源端口的局部放大图。所述电源端口901外接有一滤波电路；所述滤波电路包括一磁珠和至少一个电容；所述磁珠与电容的一端连接，且该电容的另一端接地；所述电源端口连接于磁珠和电容之间。

请参阅图24，其为通讯端口的局部放大图。所述通讯端口904包括了两个引脚，作为串口与外部命令进行通讯。通过串口通讯的方式，使用的数据线少，可以节约通信成本。

相比于现有技术，本发明通过同时设置两个镜头，一个天吊式镜头，一个潜水式镜头，可以分别之上而下观察到全局的手术过程，同时，通过潜水式镜头可以观察到手术台上医生的手术的细微之处。同时，通过一主机，将两个镜头所采集的视频进行合并播放和录制，方便于医生手术过程中的观看，也可以用于手续教学视频使用。

进一步，本发明通过在视频采集芯片中划分为多个功能模块，分别并由各个功能模块独立协调工作，能够实现低功耗、低照度，以及可以是输出的画面更加高清。

进一步，本发明通过在视频录制芯片中划分为多个功能模块，分别并由各个功能模块独立协调工作，能够实现对视频录制，达到可以回放重播的效果。

进一步，本发明通过在驱动显示芯片中划分为多个功能模块，分别并由各个功能模块独立协调工作，能够实现对视频驱动的效果，使播放更加流畅清晰。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (13)

1.一种医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：包括设置在手术台上方的天吊式镜头、设置在实施手术位置的潜水式镜头，以及用于接收天吊式镜头和潜水式镜头的视频信号的主机；

所述天吊式镜头内设有视频采集芯片，其用于采集外部的图像信息，并发送至主机；

所述潜水式镜头内设有视频采集芯片，其用于采集外部的图像信息，并发送至主机；

所述主机内部设有驱动显示芯片和视频录制芯片；所述驱动显示芯片，用于将接收到的天吊式镜头采集的视频信息和潜水式镜头采集的视频信息进行播放显示；所述视频录制芯片，用于将天吊式镜头采集的视频信息和潜水式镜头采集的视频信息进行录制保存。

2.根据权利要求1所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述天吊式镜头和潜水式镜头内部的视频采集芯片都包括：控制模块、驱动模块、感光模块、取样模块和输出模块；

所述控制模块，其用于接收外部的触发信号，发送触发信号至驱动模块；

所述驱动模块，其用于接收控制模块的触发信号，并驱动感光模块工作；

所述感光模块，其用于接收外界的光信号，并将该光信号转换为电信号；

所述取样模块，其用于对感光模块的电信号进行取样处理，并将处理完的电信号发送至输出模块；

所述输出模块，其用于将该电信号转换为数字信号，并进行输出。

3.根据权利要求2所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述视频采集芯片还包括一倍频模块，其用于将外部输入的触发信号的频率进行增倍处理，再发送至控制模块。

4.根据权利要求3所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述视频采集芯片外部设有：用于接收供电电压的电源端口、用于输出视频信号的视频信号端口、用于输出行场信号的行场信号端口、用于接收参考电压电频的参考信号端口和一用于接收外部时钟信号的时钟信号端口。

5.根据权利要求1所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述主机内部的视频录制芯片包括：数据接收器、视频编码器、视频解码器、数据输出器和处理器；

所述数据接收器，用于接收外部的视频信号，并发送至视频编码器；

所述视频编码器，用于对视频信号进行编码录制；

所述视频解码器，用于对视频信号进行解码回放；

所述数据输出器，用于对视频信号进行输出；

所述处理器，用于控制数据接收器、视频编码器、视频解码器和数据输出器的工作。

6.根据权利要求5所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述视频录制芯片还包括一图像处理器，用于对数据接收器所接收的视频进行处理，并将处理后的图像发送至视频编码器。

7.根据权利要求6所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述图像处理器包括边缘增强电路和消除噪音干扰电路。

8.根据权利要求7所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述视频录制芯片外部设有：电源端口、视频输入端口、视频输出端口和通讯端口；所述视频输入端口与该中心处理芯片内部的数据接收器连接，用于接收外部的视频数据；所述视频输出端口，与所述数据输出器连接，用于输出视频数据；所述通讯端口，与所述处理器连接，用于接收外部的串口命令。

9.根据权利要求1所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述主机内部的驱动显示芯片包括：模拟信号接收器、数字信号接收器、模数转换器、复用器、输出格式转换器、数据输出器和控制器；

所述模拟信号接收器，用于接收模拟信号，并发送至模数转换器；

所述模数转换器，用于将模拟信号转换为数据信号，并发送至复用器；

所述数据信号接收器，用于接收数据信号，并发送至复用器；

所述复用器，用于将两路信号进行整合，并进行输出至输出格式转换器；

所述输出格式转换器，用于将信号格式进行转换，并输出至数据输出器；

所述数据输出器，将信号输出，并进行显示；

所述控制器，用于控制模拟信号接收器、数字信号接收器、模数转换器、复用器、输出格式转换器和数据输出器的工作。

10.根据权利要求9所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述驱动显示芯片还包括一视频解码器、场逆程数据处理器和存储器；

所述视频解码器，用于将模拟信号接收器接收的模拟信号进行解码，并发送至场逆程数据处理器；

所述场逆程数据处理器，用于将解码后的模拟信号插入数据行，并发送至所述存储器进行存储；

所述存储器，用于存储经场逆程数据处理器处理后的数据，并发送至输出格式转换器。

11.根据权利要求10所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述驱动显示芯片还包括一图像边缘平滑处理器，用于接收复位器的信号，并对视频图像的边缘进行平滑处理，再发送至格式转换器。

12.根据权利要求11所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述数据输出器同时进行色彩输出和LVDS视频信号输出。

13.根据权利要求12所述医疗摄像系统的视频采集、录制及显示电路，其特征在于：所述驱动显示芯片的外部设有：电源端口、视频信号接收端口和视频信号输出端口；所述视频信号接收端口与中心处理芯片内部的模拟信号接收器和数据信号接收器连接；所述视频输出端口与中心处理芯片内部的数据输出器连接。