CN110300281B - 初始化方法和图像传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对拍摄图像数据流(21)由图像拍摄装置的图像传感器(4)到显示单元(20)的传输进行初始化的初始化方法，首先将显示图像数据流(22)以测试图像的形式从图像处理装置(2)传输到显示单元(20)并且将拍摄图像数据流(21)由图像拍摄装置(3)传输到图像处理装置(2)；在将显示单元(20)上的播放转换到拍摄图像数据流(21)之前计算用于在显示图像数据流(22)与拍摄图像数据流(21)之间的相位移动的校正值(26)并且将其传输到图像拍摄装置(3)，并且所述拍摄图像数据流(21)以所述校正值进行相位移动，其中接着将显示图像数据流转换到拍摄图像数据流并且利用显示单元播放借助于图像传感器拍摄的图像或图像序列。

Description

初始化方法和图像传输系统

技术领域

本发明涉及一种用于对拍摄图像数据流从图像拍摄装置的图像传感器到显示单元的传输进行初始化的初始化方法，其中，首先将显示图像数据流从图像处理装置传输到显示单元并且将拍摄图像数据流从图像拍摄装置传输到图像处理装置；其中，接着将显示图像数据流转换成拍摄图像数据流并且将借助于图像传感器拍摄的图像或图像序列以显示单元播放。优选地，所述图像拍摄装置涉及带有集成的图像传感器的电子内窥镜。更优选地，所述图像拍摄装置涉及摄像头，在该摄像头上可连接或连接有内窥镜和/或探测器。

本发明还涉及一种图像传输系统，其带有图像处理装置和包括图像传感器的至少一个图像拍摄装置。图像传输系统特别是可以设计为内窥镜系统。

背景技术

这样的初始化方法是已知的且用于将在显示单元上显示的显示图像数据流——其例如可以是测试图像和/或初始图像——转换为拍摄图像数据流，其可以是利用图像传感器拍摄的情景的图像或图像序列(亦即实时图)。在此应用的图像传输系统具有图像处理装置，所述图像处理装置与图像拍摄装置可分离地连接。因此可能出现的是，在图像拍摄装置连接到图像处理装置的情况下产生在显示图像数据流与拍摄图像数据流之间的相位移动。图像拍摄装置通常在连接时才被供电和/或接通。由此产生的相位移动然而可能导致：显示单元在由显示图像数据流转换到拍摄图像数据流的情况下由于缺少信号在过长时期上置于画面搜索和/或甚至切断。这然而不是值得期望的。

为了避免图像数据源的这样的切断和/或画面搜索的开端已提出，在图像传感器与显示单元之间设置数据缓冲器，所述数据缓冲器补偿这样的相位差。该数据缓冲器在此可以是环形存储器，在该环形存储器中持续读入拍摄图像数据流并且从该环形存储器持续读取要转发给显示单元的显示图像数据流，其中，相应地可以匹配在所述两个图像数据流之间的相位移动。然而，数据缓冲器的应用具有如下缺点，即导致在拍摄图像数据流传输到显示单元中的时间延迟。该时间延迟越大，则在显示图像数据流与拍摄图像数据流之间的相位移动越大。因此可以导致超过可忍受的和/或允许的时间延迟。如果例如通过用户在患者处进行内窥镜手术或腔体检查，那么这样的时间延迟在医学手术期间的情况下可能是特别关键的。

发明内容

因此本发明的任务在于，消除在显示图像数据流与拍摄图像数据流之间相位移动的问题。

按照本发明，该任务的解决方案通过一种用于对拍摄图像数据流从图像拍摄装置的图像传感器到显示单元的传输进行初始化的初始化方法提供。特别是，按照本发明为了解决该任务提出一种开头所述类型的初始化方法，其中，在转换之前计算对于在显示图像数据流与拍摄图像数据流之间的相位移动的校正值并且将其传输到图像拍摄装置，并且其中在转换之前将拍摄图像数据流以该校正值进行相位移动。通过这种方式，两个上面提到的图像数据流的匹配是可能的，这导致：显示单元不切换到画面搜索中，并且可以阻止在显示单元上显示通过图像传感器拍摄的拍摄图像数据流中的时间延迟或将其保持尽可能小。对于用户来说，因此可以几乎实时地在显示单元上播放借助于图像拍摄装置拍摄的场景。至少由此可达到的时间延迟如此小，使得用户几乎没有或不感知到该时间延迟。

以下描述本发明的有利的进一步扩展方案，这些进一步扩展方案可单个地或任意组合地与按照本发明的初始化方法的特征组合。

在本发明的一个设计方案中可以规定：

·由图像拍摄装置将通过图像拍摄装置产生的拍摄同步信号传送到图像处理装置；

·在图像处理装置中进行在拍摄同步信号和与之独立地在图像处理装置中产生的显示同步信号之间相位位置的比较且由此确定相位移动值；

·由所述相位移动值通过图像处理装置产生校正值并且将其传送到图像拍摄装置；

·通过在图像拍摄装置中对校正值的处理而产生经校正的拍摄同步信号和/或将经校正的拍摄同步信号发送给图像传感器。

通过将拍摄同步信号和显示同步信号包括在内，能够特别简单地比较图像数据流的相位位置。同步信号在信息技术中是已知的且通常用于两个或更多个过程的同步。拍摄同步信号也可以包含在拍摄图像数据流中。拍摄同步信号然而也可以是与拍摄图像数据流分离的信号。特别是在此可以规定，在实施所述初始化方法之后在经校正的拍摄同步信号与显示同步信号之间的相位移动值小于之前、亦即小于未经校正的相位移动值。优选地，在实施初始化方法之后，在经校正的拍摄同步信号与显示同步信号之间的相位移动值可以为零或几乎为零。因此，图像数据流的特别准确和尽管如此与小的数据量的传输有关的匹配是可能的。

在本发明的一个设计方案中，如果相位移动值为+/-1度、特别是至少+/-45度、特别是至少+/-90度、特别是至少+/-180度、特别是至少+/-270度，那么可以匹配图像数据流的相位位置。备选或附加地可以规定，校正值与相位移动值相同；和/或校正值小于相位移动值。优选地可以多次实施初始化方法的各方法步骤，特别是从而在经校正的拍摄同步信号与显示同步信号之间的匹配迭代地进行。更优选地可以是，将相位移动值和/或校正值换算为时间单位，其优选等于时间延迟。可以规定，相位移动值

按照本发明的一个设计方案，一个或已经前述的拍摄同步信号可以连同借助于图像传感器拍摄的拍摄图像数据流从图像拍摄装置传送到图像处理装置。备选或补充地，拍摄同步信号可以独立于拍摄图像数据流、特别是通过与用于传送拍摄图像数据流不同的数据传输线路从图像拍摄装置传送到图像处理装置。该独立的数据传输线路——其优选是通信线路——可以备选或补充地设置为用于传输相位移动值和/或校正值。

可以特别适宜的是，一个或已经前述的拍摄同步信号和/或一个或已经前述显示同步信号分别涉及V-SYNC信号和/或H-SYNC信号和/或主时钟信号和/或像素时钟(Pixelclock)信号。V-SYNC信号可以决定沿谁知方向图像的第一行的开始。H-SYNC信号可以决定沿水平方向图像的第一行的开始。主时钟信号可以涉及通过时钟发生器发出的时钟信号。

在所述初始化方法的一个设计方案中，拍摄同步信号、特别是经校正的拍摄同步信号可以用于受时间控制地将拍摄图像数据流从图像传感器和/或图像拍摄装置传送到图像处理装置和/或显示单元。

备选或补充地，所述显示同步信号可以用于受时间控制地通过图像处理装置将显示图像数据流和/或拍摄图像数据流传送给显示单元。

优选地，在实施初始化方法期间可以不中断显示图像数据流从图像处理装置到显示单元的传输。由此在初始化方法期间显示图像数据流的周期性可以保持不变。

按照初始化方法的另一设计方案，所述拍摄同步信号可以由通过图像拍摄时钟发生器产生的图像拍摄时钟信号导出。特别是这可以如此实施，使得拍摄同步信号具有至少一个在经过一个时间段之后周期性反复出现的同步脉冲，该同步脉冲优选地在确定的或可确定的数量的单个脉冲之后重复。优选地，所述同步脉冲可以确定由图像拍摄装置产生的图像的图像行开头和/或图像开端和/或图像的任意的特别是在每个图像中相同的第一像素。

备选或附加地，所述显示同步信号可以由通过图像处理时钟发生器产生的图像显示时钟信号导出。特别是这可以如此实施，使得显示同步信号具有至少一个在经过一个时间段之后周期性反复出现的同步脉冲，该同步脉冲优选地在确定的或可确定的数量的单个脉冲之后重复。优选地，所述同步脉冲可以确定由图像处理装置产生的图像的图像行开头和/或图像开端和/或图像的任意的特别是在每个图像中相同的第一像素。

那么可能的是，所述图像拍摄装置和所述图像处理装置分别具有自身的时钟发生器。这两个时钟发生器可以具有相同或不同的频率。尽管时钟发生器的时钟信号可以保持不变，还是可以实现拍摄图像数据流和显示图像数据流的匹配和/或同步。在之前已知的方法中提出，通过时钟信号中至少之一的变化实现周期性的匹配。该解决方案自然是显著更昂贵的且需要时钟发生器地至少之一的频率的电压控制的变化，直至达到接近的同相位(Phasengleichheit)。

优选地，所述两个同步脉冲可以在实施该初始化方法之后同时或几乎同时发生。

在本发明的一个设计方案中，在图像处理装置中可以存储有相位移动阈值，其中，在相位移动值超过相位移动阈值时产生经校正的拍摄同步信号。这具有如下优点，即如果仅仅存在小的时间延迟，该时间延迟不需要特别是另外的匹配，那么可以结束初始化方法。备选或补充地，因此在相位移动值低于相位移动阈值时可以结束该初始化方法。优选地，当由相位移动产生的时间延迟为80毫秒或更少、更优选地为50毫秒或更少、更优选地为25毫秒或更少、更优选地为10毫秒或更少、更优选地为1毫秒或更少时，可以结束所述初始化方法。

按照初始化方法的一个有利的设计方案，在图像拍摄装置中和在图像处理装置中可以分别根据一个或所述通过时钟发生器产生的时钟信号改变各一个设置用于产生同步信号的计数器。在此特别是可以根据相位角改变、特别是向下计数该计数器，其中为了匹配同步信号覆盖图像拍摄装置的计数器、特别是以图像处理装置的计数器的值覆盖图像拍摄装置的计数器。

备选或附加地，通过一个或已经前述图像处理时钟发生器产生的图像显示时钟信号和通过一个或所述图像拍摄时钟发生器产生的图像拍摄时钟信号在初始化方法期间保持不变。这具有如下优点，即不需要时钟发生器的昂贵的重新校准和/或时钟改变。

本发明此外还涉及一种按照本发明的图像传输系统，其特别是可以设计为内窥镜系统，所述图像传输系统带有图像处理装置和至少一个包括图像传感器的图像拍摄装置。特别是在此为了解决上述任务而提出，该图像传输系统设置用于实施按照本发明的如在此所述和要求保护的初始化方法。对此，之前关于初始化方法所述的优点同样适用于图像传输系统。

以下描述图像传输系统的有利设计方案，这些设计方案可单个地或任意组合地与按照本发明的图像传输系统的特征组合。

在本发明的一个设计方案中，图像传输系统可以具有至少两个图像拍摄装置。特别是，所述图像拍摄装置可以构成为至少两个连接到内窥镜和/或探测器的摄像头或构成为两个电子内窥镜。备选或补充地也可以共同运行一个摄像头和一个电子内窥镜。所述图像传输系统可以设置为，对于所述至少两个图像拍摄装置中的每个图像拍摄装置特别是同时实施按照本发明的如在此所述和所要求保护的初始化方法。优选地，所述图像传输系统可以如此设置，使得在实施按照本发明的初始化方法之后所述两个图像拍摄装置的拍摄图像数据流分别匹配于图像处理装置的显示图像数据流，特别是在其相位位置方面进行匹配；和/或至少两个拍摄同步信号、特别是在其相位位置方面匹配于显示同步信号。

在图像传输系统的一个设计方案中，所述图像拍摄装置和所述图像处理装置分别具有时钟发生器、优选分别具有构成为石英振荡器的时钟发生器用于产生时钟信号。时钟信号可以从接连出现的有规律地插入的单个脉冲构成。

备选或补充地，所述图像拍摄装置和所述图像处理装置分别具有优选设计为现场可编程门阵列的控制单元。优选地，其中图像拍摄控制单元由图像拍摄时钟发生器获得图像拍摄时钟信号且由此产生拍摄同步信号。

按照一种进一步扩展方案，所述图像处理控制单元可以由图像处理时钟发生器获得图像显示时钟信号且由此产生显示同步信号。备选或对此补充地，所述图像处理控制单元可以设置为，实施在拍摄同步信号与显示同步信号之间相位位置的比较且由此确定相位移动值，其中，所述图像处理控制单元设置为用于由相位移动值产生校正值且将其传送到图像拍摄控制单元，其中，所述图像拍摄控制单元设置为，由此产生经校正的拍摄同步信号且将其传送到图像传感器。这能实现，图像传感器在未来与显示图像数据流同步或接近同步地传送其拍摄图像数据流，特别是在显示单元转换到拍摄图像数据流之后。

按照一个有利的设计方案，所述图像拍摄装置可以设计为内窥镜机构，其包括摄像头和与摄像头特别是可分离连接的内窥镜和/或与摄像头特别是可分离连接的探测器。在此优选的可以是，内窥镜和/或探测器可由图像拍摄装置取下。此外，所述图像拍摄装置可以是电子内窥镜，其带有集成在其中的图像传感器。图像传感器在此可以设置在内窥镜的远端区域(尖端内芯片Chip-in-Tip)中或手柄区域中(镜体内芯片Chip-in-Scope)。

可以规定，所述图像处理装置设计为摄像机控制单元(CCU)，特别是其中，所述图像拍摄装置与所述图像处理装置在空间上可分离，其方法是，所述图像拍摄装置与所述图像处理装置经由数据传输线路连接或可连接用以传输图像数据流和/或同步信号。优选地，所述图像拍摄装置可以与图像处理装置经由第一数据传输线路连接或可连接用以传输图像数据流并且经由特别是与第一数据传输线路独立的第二数据传输线路连接或可连接用以传输同步信号。

在本发明的另一设计方案中，所述图像拍摄装置可以具有用于接收图像传感器的拍摄图像数据流的图像数据流输入端和/或用于将拍摄图像数据流转发给图像处理装置的图像数据流输出端。备选或补充地，所述图像处理装置可以具有用于从图像拍摄装置接收拍摄图像数据流的图像数据流输入端和/或用于将给拍摄图像数据流和/或显示图像数据流输出给显示单元、特别是图像传输系统的显示单元的图像数据流输出端。

按照本发明的一个设计方案，所述图像拍摄装置的一个或所述时钟发生器的频率与图像处理装置的一个或所述时钟发生器的频率相互不同或相同。备选或对此补充地，可以不设置拍摄同步信号到图像拍摄装置的传输。这简化了补偿的技术实现，因为不需要或不设置图像数据流和/或时钟信号从图像处理装置到图像拍摄装置的传输。

附图说明

现在根据各实施例进一步阐明本发明，但是本发明不限于这些实施例。另外的实施例通过本发明的特征相互间和/或与各实施例的单个或多个特征的组合产生。附图示出：

图1示出按照本发明的图像传输系统的设计为内窥镜系统的实施形式的简化视图；

图2示出根据图1的图像传输系统的电路图的简化视图；

图3示出另一按照本发明的图像传输系统的设计为内窥镜系统的实施形式的简化视图，该图像传输系统包括两个图像拍摄装置；

图4示出根据图3的图像传输系统的电路图的简化视图；

图5示出按照本发明用于对拍摄图像数据流由图像传感器到显示单元的传输进行初始化的方法的一个实施形式的简化示意图；

图6至9示出根据图5的按照本发明用于对拍摄图像数据流由图像传感器到显示单元的传输进行初始化的方法的各个方法步骤的简化示意图。

具体实施方式

在图1至4以及6至9中部分示出按照本发明的图像传输系统的不同实施变型，其分别设计为内窥镜系统1。

在图5至9中示出按照本发明用于对拍摄图像数据流21由图像拍摄装置3的图像传感器4到显示单元20的传输进行初始化的初始化方法的实施变型的各个步骤。

设计为内窥镜系统1的图像传输系统具有图像处理装置2，其优选设计为CCU 14。内窥镜系统1还具有图像拍摄装置3，其设计为带有内窥镜5的摄像头6，内窥镜5可由摄像头6取下。内窥镜5例如可以设计为传统的特别是无电子的内窥镜5。摄像头6具有图像传感器4。备选或补充地，内窥镜系统1可以具有图像拍摄装置3，其设计为电子内窥镜13。优选地，在此可以涉及尖端芯片(Chip-in-the-tip)内窥镜——其中图像传感器4设置在内窥镜的柄尖端的区域中——和/或涉及镜体芯片(Chip-in-scope)内窥镜，其中图像传感器4设置在手柄中。备选或附加于内窥镜5也可以设有探测器。

图像拍摄装置3在此构成为摄像头6，所述摄像头具有联接位置，该联接位置设置为用于通过对应联接位置连接内窥镜5和/或探测器。优选地，在此因此可以没有自身图像传感器4地应用内窥镜5和/或探测器。

图像拍摄装置3借助于数据传输线路15可分离地可连接或连接到图像处理装置2。优选地可以通过数据传输线路15实现图像拍摄装置3的供电。

图像处理装置2具有图像处理时钟发生器8，其优选构成为石英振荡器。图像处理装置2还具有图像处理控制单元11，其优选设计为现场可编程门阵列(FPGA)12。图像处理控制单元11获得通过图像处理时钟发生器8产生的图像显示时钟信号29，借助于图像显示时钟信号通过图像处理控制单元11产生周期性的显示同步信号25。

图像拍摄装置3具有自身的图像拍摄控制单元10，其优选同样设计为FPGA 12。图像拍摄控制单元10与图像拍摄时钟发生器7耦合，所述图像拍摄时钟发生器同样设置在图像拍摄装置3中。图像拍摄时钟发生器7产生图像拍摄时钟信号28，通过该图像拍摄时钟信号借助于图像拍摄控制单元10可产生拍摄同步信号24。

图3和4中的图像传输系统具有两个图像拍摄装置3，这两者与同一个图像处理装置2经由各一个数据传输线路15可分离地连接。此外图3和4中的内窥镜系统1的实施形式的结构基本上相应于图1和2中的内窥镜系统1的结构。在应用两个图像拍摄装置3的情况下，产生的图像作为画中画33可以显示在显示单元20、例如显示屏上。通过画中画33可以同时在显示单元20的不同显示区域中播放两个所拍摄的场景，这可以显著简化对于用户的读取。备选或补充地，也可以通过多个显示单元20显示通过所述两个图像拍摄装置3拍摄的场景。

图3和4中的内窥镜系统1的图像拍摄装置3同样设计为摄像头6。图像拍摄装置3分别具有图像拍摄时钟发生器7，其优选同样构成为石英振荡器9。图像拍摄时钟发生器7与各一个优选设计为FPGA 12的图像拍摄控制单元10耦合。

图像拍摄装置3可以与图像处理装置2分离。因此，如果图像拍摄装置3重新连接到图像处理装置2，那么开启图像拍摄装置3并且在此特别是由该图像拍摄装置3产生的拍摄图像数据流21。图像传感器4持续拍摄位于在其视野中的场景，并且将该场景的图像借助于拍摄图像数据流21经由图像拍摄装置3发送给图像处理装置2。

对于用户然而不可能的是，在图像拍摄装置3连接到图像处理装置2的情况下注意显示图像数据流22的相位位置，以便通过时间准确的连接图像拍摄装置3实现在显示图像数据流22与拍摄图像数据流21之间相位位置的一致。

出于该原因通常导致在两个图像数据流21、22之间的相位移动。这导致：借助于图像传感器4拍摄的图像基于相位移动仅仅能延迟地通过显示单元20来播放或者显示单元20进入画面搜索。

为了避免和/或为了消除在播放借助于图像传感器4拍摄的场景的图像时基于上述相位移动而产生的时间延迟或者画面搜索的触发，构成为内窥镜系统1的图像传输系统设计为，特别是自动化执行用于对拍摄图像数据流21从图像拍摄装置3的图像传感器4到显示单元20的传输进行初始化的初始化方法。根据图5至9更详细地示出按照本发明的初始化方法的各个方法步骤的执行。

在此首先将显示图像数据流22从图像处理装置2传输到显示单元20。该显示图像数据流22例如可以是测试图像(参见图6至8)，其优选可通过图像处理控制单元11产生(参见图5至8)。

在图像拍摄装置3经由数据传输线路15连接到图像处理装置2之后，启动优选地构成为摄像头6或电子内窥镜13的图像拍摄装置3。由此也实现拍摄图像数据流21从图像拍摄装置3到图像处理装置2的传输。

在显示图像数据流22转换到拍摄图像数据流21之前，特别是因此播放拍摄的场景的实时图，首先确定在两个图像数据流21与22之间的相位移动。图像拍摄装置3为此具有图像拍摄时钟发生器7，图像拍摄时钟发生器7与图像拍摄控制单元10如此耦合，使得该图像拍摄控制单元10从图像拍摄时钟信号28产生拍摄同步信号24。图像拍摄时钟发生器7在此可以持续产生特别是保持相同的图像拍摄时钟信号28。拍摄同步信号24特别是连同拍摄图像数据流21传输到图像处理控制单元11(参见图6)。

图像处理控制单元11与图像处理时钟发生器8如此耦合，使得图像处理控制单元11由从图像处理时钟发生器8产生的图像显示时钟信号29产生显示同步信号25。优选地，通过图像处理时钟发生器8持续产生特别是保持相同的图像显示时钟信号29。接着，通过图像处理控制单元11产生用于同步化和/或匹配两个图像数据流21、22的校正值26且——如图7中所示——将所述校正值传送到图像拍摄控制单元10。

校正值26例如可以由此产生，即在图像处理控制单元11中进行在拍摄同步信号24与显示同步信号25之间相位位置的比较且由此确定相位移动值23。相位移动值23可以等于或小于校正值26。通过更小的校正值26，拍摄同步信号24可以迭代地匹配于显示同步信号25。

校正值26因此用于拍摄同步信号24朝显示同步信号25的相位位置方向的相位移动。

在获得校正值26之后，通过图像拍摄控制单元10产生经校正的拍摄同步信号27且将其传送到图像传感器4。在此图像拍摄控制单元10可以动用图像拍摄时钟发生器7的图像拍摄时钟信号28(参见图8)。

通过拍摄同步信号27的校正，现在可以实现拍摄图像数据流21和显示图像数据流22的几乎相位相同的调节，从而这些图像数据流几乎或准确同步，从而实时图可几乎没有时间偏移地显示(图9)。如图5中所示，可以规定，在图像处理控制单元11中存储相位移动阈值30。如果上述求取的相位移动值23低于相位移动阈值30，那么这可以直接导致初始化方法的结束32(“是”路径)，因为在显示单元20上播放拍摄的图像或图像序列时没有出现时间延迟或相对小的时间延迟。

相比之下，如果相位移动值23超过相位移动阈值30(“否”路径)，如图5所示，那么可以重新实施按照本发明的方法。在该循环期间经校正的拍摄同步信号27用于(新的)拍摄同步信号24并且以该拍摄同步信号作为输出信号重复前述方法步骤。这允许：更好地将拍摄图像数据流21匹配于显示图像数据流22。

显示同步信号25因此用于受时间控制地将显示图像数据流22传送给显示单元20。在实施初始化方法期间，可以将显示图像数据流22连续传送给显示单元20，因为该数据传送独立于拍摄图像数据流21的相位位置匹配于显示图像数据流22的相位位置。

拍摄同步信号24和显示同步信号25分别可以具有同步脉冲，该同步脉冲标记由图像传感器4拍摄的图像和/或测试图像的图像行开头和/或图像开端。同步脉冲因此可以周期性地以时间上相同的间隔而反复出现。同步脉冲相应地可以表示在相应控制单元10、11中存储的计数器31的起始点。该计数器31例如可以基于同步脉冲而改变，特别是向下计数，直至达到一个时期结束。为了校正显示同步信号25，在图像拍摄控制单元10中的计数器31可以匹配于图像处理控制单元11的计数器31。通过在图像拍摄控制单元10中处理校正值26，图像处理控制单元11的最初的计数器31可以被图像处理控制单元11的计数器31的值覆盖。接着，因此这两个计数器31的向下计数可以几乎同步或同步地实现。

图像处理装置2具有图像数据流输入端18，经由图像数据流输入端通过图像处理装置2接收拍摄图像数据流21。图像处理装置2还具有图像数据流输出端19，借助于所述图像数据流输出端将显示图像数据流22传送给显示单元20。

图像拍摄装置3具有图像数据流输入端16，经由所述图像数据流输入端16可连接或连接摄像头6和/或电子内窥镜13的图像传感器4。经由图像数据流输入端16因此可以将图像传感器4的拍摄图像数据流21传送给图像拍摄控制单元10。图像拍摄装置3还具有图像数据流输出端17，借助于所述图像数据流输出端可将拍摄图像数据流21传送给图像处理控制单元11。

图像数据流输入端16、18和/或图像数据流输出端17、19可以设置为用于连接一个或多个数据传输线路15。

可以规定，拍摄同步信号24和/或显示同步信号25分别涉及V-Sync信号和/或H-Sync信号和/或主时钟信号和/或像素时钟(Pixelclock)信号。主时钟信号例如可以是图像拍摄时钟信号28和/或图像显示时钟信号29。

本发明因此特别是涉及一种用于对拍摄图像数据流21从图像拍摄装置3的图像传感器4到显示单元20的传输进行初始化的初始化方法，其中，首先将以测试图像的形式的显示图像数据流22从图像处理装置2传输到显示单元20并且将拍摄图像数据流21从图像拍摄装置3传输到图像处理装置2，其中，在将显示单元20上的播放转换到拍摄图像数据流21之前计算用于在显示图像数据流22与拍摄图像数据流21之间的相位移动的校正值26且将其传输到图像拍摄装置3，并且将拍摄图像数据流21以校正值26相位移动，其中，接着将显示图像数据流22转换到拍摄图像数据流21且利用显示单元20播放借助于图像传感器4拍摄的图像或图像序列。

附图标记列表：

1 内窥镜系统

2 图像处理装置

3 图像拍摄装置

4 图像传感器

5 内窥镜(无电子内窥镜)或光学探测器

6 摄像头

7 图像拍摄时钟发生器

8 图像处理时钟发生器

9 石英振荡器

10 图像拍摄控制单元

11 图像处理控制单元

12 FPGA

13 电子内窥镜

14 CCU

15 数据传输线路

16 图像拍摄装置的图像数据流输入端

17 图像拍摄装置的图像数据流输出端

18 图像处理装置的图像数据流输入端

19 图像处理装置的图像数据流输出端

20 显示单元

21 拍摄图像数据流

22 显示图像数据流

23 相位移动值

24 拍摄同步信号

25 显示同步信号

26 校正值

27 经校正的拍摄同步信号

28 图像拍摄时钟信号

29 图像显示时钟信号

30 相位移动阈值

31 计数器

32 方法的结束

33 画中画

Claims (49)

1.用于对拍摄图像数据流(21)从图像拍摄装置(3)的图像传感器(4)到显示单元(20)的传输进行初始化的初始化方法，其中，所述方法包括：

首先将显示图像数据流(22)从图像处理装置(2)传输到显示单元(20)，并且将拍摄图像数据流(21)从图像拍摄装置(3)传输到图像处理装置(2)；

接着将显示图像数据流(22)转换到拍摄图像数据流(21)，并且利用显示单元(20)播放借助于图像传感器(4)拍摄的图像或图像序列，

在所述转换显示图像数据流(22)的步骤之前，计算对于在显示图像数据流(22)与拍摄图像数据流(21)之间的相位移动的校正值(26)，并且将所述校正值传输到图像拍摄装置(3)，并且

在所述转换显示图像数据流(22)的步骤之前，对所述拍摄图像数据流(21)以所述校正值(26)进行相位移动；

由图像拍摄装置(3)将通过图像拍摄装置(3)产生的拍摄同步信号(24)传送到图像处理装置(2)；

在图像处理装置(2)中进行在拍摄同步信号(24)和与之独立地在图像处理装置(2)中产生的显示同步信号(25)之间相位位置的比较且由此确定相位移动值(23)；

由所述相位移动值(23)通过图像处理装置(2)产生校正值(26)并且将所述校正值传送到图像拍摄装置(3)；

所述校正值小于所述相位移动值，并且

多次实施所述初始化方法的各方法步骤，从而在所述经校正的拍摄同步信号(27)与所述显示同步信号(25)之间的匹配迭代地进行。

2.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，通过在图像拍摄装置(3)中处理校正值(26)来产生经校正的拍摄同步信号(27)和/或将经校正的拍摄同步信号发送给图像传感器(4)。

3.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，在实施所述初始化方法之后在所述经校正的拍摄同步信号(27)与显示同步信号(25)之间的相位移动值(23)小于所述未经校正的相位移动值。

4.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，在实施所述初始化方法之后在所述经校正的拍摄同步信号(27)与显示同步信号(25)之间的相位移动值(23)为零或几乎为零。

5.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，如果相位移动值(23)为至少+/-45度，那么匹配拍摄图像数据流(21)和显示图像数据流(22)的相位位置。

6.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，如果相位移动值(23)为至少+/-90度，那么匹配拍摄图像数据流(21)和显示图像数据流(22)的相位位置。

7.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，如果相位移动值(23)为至少+/-180度，那么匹配拍摄图像数据流(21)和显示图像数据流(22)的相位位置。

8.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，如果相位移动值(23)为至少+/-270度，那么匹配拍摄图像数据流(21)和显示图像数据流(22)的相位位置。

9.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，将所述相位移动值(23)和/或校正值(26)换算为时间单位。

10.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，所述相位移动值(23)为

11.根据权利要求1至10之一所述的初始化方法，其特征在于，所述拍摄同步信号(24)连同借助于图像传感器(4)拍摄的拍摄图像数据流(21)从图像拍摄装置(3)传送到图像处理装置(2)；和/或所述拍摄同步信号(24)独立于拍摄图像数据流(21)从图像拍摄装置(3)传送到图像处理装置(2)。

12.根据权利要求11所述的初始化方法，其特征在于，所述拍摄同步信号(24)通过与用于传送拍摄图像数据流(21)不同的数据传输线路(15)从图像拍摄装置(3)传送到图像处理装置(2)。

13.根据权利要求1至10之一所述的初始化方法，其特征在于，所述拍摄同步信号(24)和/或所述显示同步信号(25)分别涉及V-SYNC信号和/或H-SYNC信号和/或主时钟信号和/或像素时钟信号。

14.根据权利要求1至10之一所述的初始化方法，其特征在于，所述拍摄同步信号(24)用于受时间控制地将拍摄图像数据流(21)从图像传感器(4)和/或从图像拍摄装置(3)传送到图像处理装置(2)和/或传送到显示单元(20)；和/或所述显示同步信号(25)用于受时间控制地通过图像处理装置(2)将显示图像数据流(22)传送给显示单元(20)。

15.根据权利要求14所述的初始化方法，其特征在于，经校正的拍摄同步信号(27)用于受时间控制地将拍摄图像数据流(21)从图像传感器(4)和/或从图像拍摄装置(3)传送到图像处理装置(2)和/或传送到显示单元(20)。

16.根据权利要求14所述的初始化方法，其特征在于，在实施所述初始化方法期间不中断所述显示图像数据流(22)从图像处理装置(2)到显示单元(20)的传输。

17.根据权利要求1至10之一所述的初始化方法，其特征在于，所述拍摄同步信号(24)由通过图像拍摄时钟发生器(7)产生的图像拍摄时钟信号(28)导出和/或所述显示同步信号(25)由通过图像处理时钟发生器(8)产生的图像显示时钟信号(29)导出。

18.根据权利要求17所述的初始化方法，其特征在于，所述拍摄同步信号(24)由通过图像拍摄时钟发生器(7)产生的图像拍摄时钟信号(28)这样导出，使得所述拍摄同步信号(24)具有至少一个在经过一个时间段之后周期性反复出现的同步脉冲。

19.根据权利要求18所述的初始化方法，其特征在于，所述同步脉冲确定由图像拍摄装置产生的图像的图像行开头和/或图像开端。

20.根据权利要求18所述的初始化方法，其特征在于，所述显示同步信号(25)由通过图像处理时钟发生器(8)产生的图像显示时钟信号(29)这样导出，使得显示同步信号(25)具有至少一个在经过一个时间段之后周期性反复出现的同步脉冲。

21.根据权利要求20所述的初始化方法，其特征在于，同步脉冲确定由图像处理装置(2)产生的图像的图像行开头和/或图像开端和/或图像的任意的第一像素。

22.根据权利要求21所述的初始化方法，其特征在于，所述第一像素在每个图像中是相同的。

23.根据权利要求22所述的初始化方法，其特征在于，所述拍摄同步信号(24)的同步脉冲和所述显示同步信号(25)的同步脉冲在实施所述初始化方法之后同时或几乎同时发生。

24.根据权利要求1至10之一所述的初始化方法，其特征在于，在所述图像处理装置(2)中存储有相位移动阈值(30)，其中，在所述相位移动值(23)超过所述相位移动阈值(30)时产生经校正的拍摄同步信号(27)；和/或在所述相位移动值(23)低于所述相位移动阈值(30)时结束所述初始化方法。

25.根据上述权利要求24所述的初始化方法，其特征在于，当由所述相位移动产生的时间移动为80毫秒或更少时，结束所述初始化方法。

26.根据上述权利要求24所述的初始化方法，其特征在于，当由所述相位移动产生的时间移动为50毫秒或更少时，结束所述初始化方法。

27.根据上述权利要求24所述的初始化方法，其特征在于，当由所述相位移动产生的时间移动为25毫秒或更少时，结束所述初始化方法。

28.根据上述权利要求24所述的初始化方法，其特征在于，当由所述相位移动产生的时间移动为10毫秒或更少时，结束所述初始化方法。

29.根据上述权利要求24所述的初始化方法，其特征在于，当由所述相位移动产生的时间移动为1毫秒或更少时，结束所述初始化方法。

30.根据权利要求18所述的初始化方法，其特征在于，在图像拍摄装置(3)中和在图像处理装置(2)中分别根据通过时钟发生器产生的时钟信号来分别改变设置用于产生同步信号的计数器(31)，其中，为了匹配所述同步信号覆盖所述图像拍摄装置(3)的计数器(31)；和/或通过所述图像处理时钟发生器(8)产生的图像显示时钟信号(29)和通过所述图像拍摄时钟发生器(7)产生的图像拍摄时钟信号(28)在所述初始化方法期间保持不变。

31.根据权利要求30所述的初始化方法，其特征在于，在图像拍摄装置(3)中和在图像处理装置(2)中分别根据通过时钟发生器产生的时钟信号来分别向下计数所述计数器(31)；和/或为了匹配所述同步信号，以图像处理装置(2)的计数器(31)的值覆盖所述图像拍摄装置(3)的计数器(31)。

32.图像传输系统，所述图像传输系统带有图像处理装置(2)和至少一个包括图像传感器(4)的图像拍摄装置(3)，其特征在于，所述图像传输系统设置用于实施根据权利要求1至31之一所述的初始化方法。

33.根据权利要求32所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像传输系统是内窥镜系统(1)。

34.根据权利要求32或33所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像传输系统具有至少两个图像拍摄装置(3)，其中，所述图像传输系统设置为，对于图像拍摄装置(3)中的每个图像拍摄装置实施根据权利要求1至31之一所述的初始化方法。

35.根据权利要求34所述的图像传输系统，其特征在于，在实施所述初始化方法之后所述至少两个图像拍摄装置(3)的拍摄图像数据流(21)匹配于图像处理装置(2)的显示图像数据流(22)；和/或至少两个拍摄同步信号(24)匹配于显示同步信号(25)。

36.根据权利要求34所述的图像传输系统，其特征在于，所述至少两个图像拍摄装置(3)是至少两个连接到内窥镜(5)和/或探测器的摄像头(6)或至少两个电子内窥镜。

37.根据权利要求32或33所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像拍摄装置(3)和所述图像处理装置(2)分别具有时钟发生器，以用于产生时钟信号；和/或所述图像拍摄装置(3)和所述图像处理装置(2)分别具有控制单元(10、11)。

38.根据权利要求37所述的图像传输系统，其特征在于，所述控制单元(10、11)设计为现场可编程门阵列(12)。

39.根据权利要求38所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像拍摄装置(3)和所述图像处理装置(2)分别具有构成为石英振荡器(9)的时钟发生器。

40.根据权利要求39所述的图像传输系统，其特征在于，图像拍摄控制单元(10)由图像拍摄时钟发生器(7)获得图像拍摄时钟信号(28)并且由此产生拍摄同步信号(24)；和/或图像处理控制单元由图像处理时钟发生器(8)获得图像显示时钟信号(29)并且由此产生显示同步信号(25)；和/或所述图像处理控制单元设置为用于实施在拍摄同步信号(24)与显示同步信号(25)之间相位位置的比较并且由此确定相位移动值(23)，其中，所述图像处理控制单元设置为用于由相位移动值(23)产生校正值(26)并且将其传送到图像拍摄控制单元，其中，所述图像拍摄控制单元设置为用于由此产生经校正的拍摄同步信号(27)且将其传送到图像传感器(4)。

41.根据权利要求32或33所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像拍摄装置(3)设计为内窥镜机构。

42.根据权利要求32或33所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像传感器(4)设置在电子内窥镜(13)中；和/或所述图像处理装置(2)设计为摄像机控制单元(14)。

43.根据权利要求42所述的图像传输系统，其特征在于，所述电子内窥镜(13)是可取下的。

44.根据权利要求32或33所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像拍摄装置(3)与图像处理装置(2)在空间上可分离，其方式为，图像拍摄装置(3)与图像处理装置(2)经由数据传输线路(15)连接用以传输图像数据流和/或同步信号。

45.根据权利要求32或33所述的图像传输系统，其特征在于，图像拍摄装置(3)与图像处理装置(2)经由第一数据传输线路连接用以传输拍摄图像数据流(21)和显示图像数据流(22)，并且经由第二数据传输线路连接用以传输同步信号和/或相位移动值(23)和/或校正值(26)。

46.根据权利要求45所述的图像传输系统，其特征在于，所述第二数据传输线路与第一数据传输线路独立。

47.根据权利要求32或33所述的图像传输系统，其特征在于，所述图像拍摄装置(3)具有用于接收图像传感器(4)的拍摄图像数据流(21)的图像数据流输入端(16)和/或用于转发拍摄图像数据流(21)给图像处理装置(2)的图像数据流输出端(17)；和/或所述图像处理装置(2)具有用于从图像拍摄装置(3)接收拍摄图像数据流(21)的图像数据流输入端(18)和/或用于将拍摄图像数据流(21)和/或显示图像数据流(22)输出给显示单元(20)的图像数据流输出端(19)。

48.根据权利要求47所述的图像传输系统，其特征在于，显示单元(20)是图像传输系统的显示单元。

49.根据权利要求37所述的图像传输系统，其特征在于，图像拍摄装置(3)的时钟发生器的频率与图像处理装置(2)的时钟发生器的频率相互不同或相同；和/或不设置拍摄同步信号(24)到图像拍摄装置(3)的传输。