CN105812779B - 一种可切换场景源的头戴式内窥镜3d显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统，包括内窥镜视频图像采集模块、无线传输子系统、外部视频采集模块、双路视频图像切换模块和视频图像显示子系统。其中：所述内窥镜视频图像采集模块，用于捕获内窥镜视频源；所述无线传输子系统，用于在内窥镜与头戴式显示器之间进行视频信号数据传输；所述外部视频采集模块用于捕获外部摄像头采集到的视频图像；所述双路视频图像切换模块用于内窥镜视频信号和外部摄像头视频信号之间的切换；所述视频图像显示子系统，用于将所选视频信号显示在显示屏幕上供使用者观看。

Description

一种可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统
技术领域
本发明涉及内窥镜成像技术领域，特别涉及一种可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统。
背景技术
普通的内窥镜显示系统通常是将内窥镜采集到的图像显示在外置显示器上，这类显示器一般体积较大，移动不便；又或设置在内窥镜手柄上，但此时显示屏又较小，观察不便。
目前，头戴式显示器的种类很多，但普通的头戴式显示器的视频信号输入或者使用HDMI接口，或者使用机身自带的操作系统产生，但是并没有一款专门为内窥镜手术设计的头戴式3D显示设备。
发明内容
本发明提供了一种可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统，同时提供内窥镜及现实场景两路视频信号，并可根据使用者的需求，方便地在两路信号之间切换。
本发明提供了一种可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统，包括内窥镜视频图像采集模块、无线传输子系统、外部视频采集模块、双路视频图像切换模块和视频图像显示子系统，其中：
所述内窥镜视频图像采集模块用于捕获内窥镜视频源，根据内窥镜端的情况，该视频源可以是左右格式3D也可以是普通非3D视频；
所述无线传输子系统用于在内窥镜与头戴式显示器之间进行视频信号数据传输；
所述外部视频采集模块用于捕获外部双目摄像头采集到的视频图像；
所述双路视频图像切换模块用于内窥镜视频信号和外部摄像头信号之间的切换，在同一时刻，显示屏上只输出一路信号；
所述视频图像显示子系统用于将所选视频信号显示在显示屏幕上供使用者观看。
本发明的一个实施例中，所述无线传输子系统包括：内窥镜视频无线分发器和头戴式显示器接收器。
本发明的一个实施例中，所述无线传输子系统包含的内窥镜视频无线分发器用于将内窥镜采集到的视频图像通过无线方式分发到若干头戴式显示器，头戴式显示器接收器用于接收分发模块发送过来的无线视频信号。
本发明的一个实施例中，所述双路视频图像切换模块包含一个三轴加速传感器，用于检测用户头部的运动幅度，并根据检测结果判断是否进行视频画面的切换。
本发明的一个实施例中，所述视频图像显示子系统包括：显示屏幕和瞳距调节旋钮。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明是用无线传输的方式将内窥镜视频信号发送给头戴式显示器，同时充分利用无线局域网的特性，实现多个医生使用多台头戴式显示器共同会诊。
2、医生在做手术时头部需要长时间注视内窥镜显示器，活动空间有限，有可能给颈部甚至全身带来很大的压力。本发明可以有效的解决此问题，医生在佩戴该发明装置之后可以随意活动头部而不影响观看到的内窥镜图像，可有效缓解颈部疲劳，提高医生的手术质量。
3、3D视频可以给医生提供立体的感官效果，使得医生操作更精确，给医生手术带来更大的便利，从而避免由于深度信息丢失而可能造成的误差。
附图说明
图1是本发明可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统1的示意图；
图2是本发明可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统的外观示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明提供了一种可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统1，其中：
所述内窥镜视频图像采集模块2用于捕获内窥镜视频源；
所述无线传输子系统3用于在内窥镜与头戴式显示器之间进行视频信号数据传输；
具体地，所述无线传输子系统3包括：内窥镜视频无线分发器4和头戴式显示器接收器5，其中，所述无线传输子系统3包含的内窥镜视频无线分发器4用于将内窥镜采集到的视频图像通过无线方式分发到若干头戴式显示器，头戴式显示器接收器5用于接收分发模块发送过来的无线视频信号，若多个手术室同时进行手术，头戴式显示器也可选择信号源来自哪一台内窥镜。
所述外部视频采集模块6用于捕获外部摄像头采集到的视频图像；
所述双路视频图像切换模块7用于内窥镜视频信号和外部摄像头信号之间的切换，在同一时刻，显示屏上只输出一路信号；
具体地，所述双路视频图像切换模块包含一个三轴加速传感器，用于检测用户头部的运动幅度，并根据检测结果判断是否进行视频画面的切换。
所述视频图像显示子系统8用于将所选视频信号显示在显示屏幕上供使用者观看；
具体地，所述视频图像显示子系统8包括：显示屏幕9和瞳距调节旋钮10，其中：所述图像显示子系8包含的显示屏幕9用于显示所选择的视频图像。观看外部场景时，双目摄像头传送过来的视频信号会以左右3D格式输出到显示屏幕，使用者观看到的就是立体的外部场景。观看内窥镜视频信号时，若内窥镜信号源是左右3D格式，则使用者即可观察到立体内窥镜视频，若是普通格式，则看到普通内窥镜视频。瞳距调节旋10钮用于调节显示屏幕前两枚镜片之间的距离，帮助使用者达到最舒适的观看效果。如图2所示，为本发明实施例中一种可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统的外观示意图，所述头戴式内窥镜3D显示系统包括机体外壳11、双目摄像12、瞳距调节旋钮13以及固定头带14。
当系统工作时，如图1所示，无线传输子系统使用标准IEEE802.11b/g/n协议将内窥镜视频信号传输给头戴式显示器的接收模块，若用户需要头戴式显示器更准确地适应自身需求，可以启动双路视频图像切换模块中的自学习算法，该算法可根据不同的使用者通过自学习功能制定出最适合该使用者的切换参数。
双路视频图像切换模块的自主学习功能具体方案为：首先让使用者戴上显示器并启动第一阶段主动学习功能，该过程持续一段时间，此时使用者需保持除点头之外的正常的行为习惯。学习结束后，测量出该时间段内用户活动所产生的最大传感器数值作为阈值下限T1。接下来启动第二阶段学习功能并持续一段时间，在此期间用户应至少完成十次点头动作。学习结束后，测量出该时间段内用户活动所产生的高于某一阈值的所有波峰中的最小传感器数值作为阈值上限T2。若T1≥T2，则需重新学习。当T1<T2时，计算T＝(T1+T2)/2,将T作为所选视频切换阈值。这样做既保证了切换时的灵敏度，又降低了使用者因为自身动作而导致误切换的概率。学习完成后，使用者便可自主选择视频来源。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统，其特征在于，包括：内窥镜视频图像采集模块、无线传输子系统、外部视频采集模块、双路视频图像切换模块和视频图像显示子系统，其中：
所述内窥镜视频图像采集模块用于捕获内窥镜视频源；
所述无线传输子系统用于在内窥镜与头戴式显示器之间进行视频信号数据传输；
所述外部视频采集模块用于捕获外部双目摄像头采集到的视频图像；
所述双路视频图像切换模块用于内窥镜视频信号和外部摄像头信号之间的切换，在同一时刻，显示屏上只输出一路信号；
所述视频图像显示子系统用于将所选视频信号显示在显示屏幕上供使用者观看；所述无线传输子系统包括：内窥镜视频无线分发器和头戴式显示器接收器，所述无线传输子系统包含的内窥镜视频无线分发器用于将内窥镜采集到的视频图像通过无线方式分发到若干头戴式显示器，头戴式显示器接收器用于接收分发模块发送过来的无线视频信号，所述显示器上可选择信号源来源的内窥镜，所述双路视频图像切换模块包含一个三轴加速传感器，用于检测用户头部的运动幅度，并根据检测结果判断是否进行视频画面的切换。
2.根据权利要求1所述的可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统，其特征在于，所述视频图像显示子系统包括：显示屏幕和瞳距调节旋钮。
3.根据权利要求1或2所述的可切换场景源的头戴式内窥镜3D显示系统，其特征在于，所述显示屏幕用于显示所选择的视频图像，瞳距调节旋钮用于调节显示屏幕前两枚镜片之间的距离，帮助使用者达到最舒适的观看效果。
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