CN111093014B - 无线医疗用摄像装置、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种无线医疗用摄像装置，所包括无线手持终端和图像处理终端，无线手持终端与图像处理终端通过第一5G无线通信网络进行通信。根据本公开的摄像装置，可以有效地降低无线手持终端的功耗，减小无线手持终端的尺寸，提高无线传输能力等。本公开还提供了无线医疗内窥镜摄像系统及无线医疗用摄像装置的摄像方法。

Description

无线医疗用摄像装置、系统及方法
技术领域
本公开涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种无线医疗用摄像装置、系统及方法。
背景技术
目前诸如医疗内窥镜摄像装置等的大多数医疗用摄像装置，其手柄部分及摄像主机部分均是通过线缆连接，这样在手术过程中医生的操作极为不便，因此对于无线方式的医疗用摄像装置而言，其具有很强的实用需求。但是目前因为通信技术等等原因，无线医疗内窥镜摄像装置目前仅停留在研究试用阶段，难以大规模推广应用。
在中国专利CN104825117B、CN205179263U、CN207321249U中公开了无线医疗内窥镜摄像装置的结构及其技术方案等。虽然这些专利的技术方案能够达到全高清图像的传输要求，但是功耗较大，效果并不是特别理想。例如中国专利CN207321249U所公开的无线传输装置，基于以色列AMIMON公司的WHDI(Wireless Home Digital Interface，无线家庭数字接口)技术，网络速率高，可实时传输1080P 60Hz的图像，但其无线芯片组功耗较大，平均功耗3.5W。无线芯片组的功耗大，则为了支持一定时长的手术，就需要大容量的电池，造成了整个无线手柄的体积大，长时间使用时医生的手容易疲劳，无法大规模推广。
此外，可用于医疗内窥镜摄像系统的现有无线通信技术中，通用的 WiFi无线技术功耗低，但网络速率低，只能实时传输低分辨率、画质差的图像，无法满足手术所需的高清图像需求。
因此，解决如何传输全高清图像、降低功耗、减小手持终端的体积等问题，是无线医疗内窥镜摄像装置大规模推广应用的基础。
发明内容
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种无线医疗用摄像装置、系统及方法。
根据本公开的一个方面，提供了一种无线医疗用摄像装置，所述无线医疗用摄像装置包括无线手持终端和图像处理终端，所述无线手持终端与图像处理终端通过第一5G无线通信网络进行通信，
所述无线手持终端包括：
图像采集部，所述图像采集部用于采集图像；
第一无线通信部，所述第一无线通信部用于将所述图像采集部所采集的图像数据发送至所述图像处理终端；以及
供电部，所述供电部包括可充电电池，并且用于向所述无线手持终端的其它部件供电，
所述图像处理终端包括：
第二无线通信部，所述第二无线通信部通过所述5G无线通信网络接收所述第一无线通信部所发送的图像数据；
图像处理部，所述图像处理部用于接收来自所述第二无线通信部的图像数据，并且对所接收的图像数据进行处理。
根据本公开的至少一个实施方式，无线医疗用摄像装置还包括第二5G无线通信网络，所述第二5G无线网络接收与发送所述图像处理部处理后图像数据。
根据本公开的至少一个实施方式，所述图像处理终端还包括接口部，所述接口部接收来自所述图像处理部的处理后图像数据。
根据本公开的至少一个实施方式，所述接口部包括数据接口，通过所述数据接口将所述处理后图像数据发送至所述图像处理终端的外部。
根据本公开的至少一个实施方式，所述无线手持终端还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述无线手持终端中的其它部件。
根据本公开的至少一个实施方式，所述无线手持终端还包括外部输入单元，所述外部输入单元供用户输入外部指令，并且将所述外部指令输入至所述控制单元，从而所述控制单元根据所述外部指令来控制所述无线手持终端的其它部件。
根据本公开的至少一个实施方式，所述外部输入单元为设置在所述无线手持终端的表面的按键。
根据本公开的至少一个实施方式，所述外部指令包括：设置所述图像采集部的采集参数的指令、和/或通过所述5G无线通信网络发送图像数据的指令。
根据本公开的至少一个实施方式，所述图像处理终端还包括主控单元，所述主控单元用于控制所述图像处理终端中的其它部件。
根据本公开的至少一个实施方式，所述图像处理终端还包括触控单元，所述触控单元用于提供显示和/或供用户输入指令。
根据本公开的至少一个实施方式，所述接口部还包括接口电路，所述接口电路根据预定接口协议来转换处理后图像数据，且将转换后的数据传输至所述数据接口，以通过数据接口发送。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第二无线通信部通过所述第一5G无线通信网络从所述第一无线通信部接收的图像数据的格式为Bayer格式。
根据本公开的至少一个实施方式，所述图像处理终端的所述图像处理部将Bayer格式的图像数据处理为RGB格式的图像数据。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第一5G无线通信网络为设备到设备模式的5G无线通信网。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第二5G无线通信网络为蜂窝通信模式的5G无线通信网。
根据本公开的至少一个实施方式，所述无线手持终端的数量为一个或多个，每个所述无线手持终端还包括用于存储认证码列表的第一认证码存储模块，所述图像处理终端还包括用于存储认证码列表的第二认证码存储模块、以及解析控制模块，当所述图像处理终端与所述无线手持终端首次连接时，在所述图像处理终端注册所述无线手持终端的ID，以使得所述无线手持终端获取无线连接的授权，并且所述图像处理终端向所述无线手持终端发送与所述ID对应的动态认证码，所述无线手持终端根据所述动态认证码匹配所述第一认证码存储模块存储的认证码列表以获得认证码对应码。
当所述图像处理终端与所述无线手持终端非首次连接时，所述图像处理终端获得所述无线手持终端的连接请求，并且通过所述解析控制模块解析所述连接请求，以获得所述无线手持终端的ID及认证码对应码，所述图像处理终端根据所述无线手持终端的ID及预存动态认证码匹配所述第二认证码存储模块存储的认证码列表以获得认证码对应码，所述图像处理终端的认证码对应码与所述无线手持终端发送的无线手持终端进行比较，并且基于比较结果来确定所述图像处理终端与所述无线手持终端的无线连接。
根据本公开的至少一个实施方式，当所述图像处理终端与所述无线手持终端的无线连接成功后，所述图像处理终端向所述无线手持终端发送认证表协同刷新请求以同步刷新所述图像处理终端与所述无线手持终端的认证码列表，刷新完成后，所述图像处理终端向所述无线手持终端发送认证码，以用于下次连接认证。
根据本公开的至少一个实施方式，所述无线手持终端还包括用于存储密钥列表的第一密钥列表存储模块及加密模块，所述图像处理终端还包括用于存储密钥列表的第二密钥列表存储模块及解密模块，所述无线手持终端根据所述认证码来匹配第一密钥列表存储模块存储的密钥列表以得到加密密钥，所述无线手持终端的加密模块通过所述加密密钥对所述第一无线通信部发送的图像数据进行加密，并且所述图像处理终端接收到加密的所述图像数据后，根据所述认证码来匹配第二密钥列表存储模块存储的密钥列表以得到解密密钥，从而通过所述解密模块来对加密的所述图像数据进行解密。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第一密钥列表存储模块中存储的密钥列表与所述第二密钥列表存储模块存储的密钥列表在所述图像处理终端与所述无线手持终端的每次无线连接成功后，均进行同步刷新。
根据本公开的至少一个实施方式，所述无线医疗用摄像装置为无线内窥镜摄像装置、无线腹腔镜摄像装置、无线胸腔镜摄像装置、无线关节镜摄像装置、或无线硬镜摄像装置。
根据本公开的另一方面，提供了一种无线医疗内窥镜摄像系统，包括：
内窥镜；
光学适配器；所述光学适配器接收来自所述内窥镜的光信号；以及
上述的无线医疗用摄像装置，所述无线医疗用摄像装置的图像采集部接收来自光学适配器的光信号，从而采集图像数据。
根据本公开的至少一个实施方式，包括：存储装置，用于存储所述无线医疗用摄像装置的图像处理部输出的图像等数据。
根据本公开的再一方面，提供了无线医疗用摄像装置的摄像方法，包括：
所述第一无线通信部与所述第二无线通信部建立无线连接；
所述图像采集部采集图像，并且所述第一无线通信部接收来自所述图像采集部的图像数据；
所述第一无线通信部将所述图像数据通过所述第一5G无线通信网络传输至所述第二无线通信部；
所述第二无线通信部接收来自所述第一无线通信部的图像数据，并且传送至所述图像处理部；以及
所述图像处理部对来自所述第二无线通信部的图像数据进行处理。
根据本公开的至少一个实施方式，还包括：
通过所述第二5G无线通信网络发送所述图像处理部处理后的图像数据。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是根据本公开一个实施方式的无线医疗内窥镜摄像装置的示意图。
图2是根据本公开一个实施方式的无线医疗内窥镜摄像装置的示意性框图。
图3是根据本公开另一实施方式的无线医疗内窥镜摄像装置的示意性框图。
图4是根据本公开再一实施方式的无线医疗内窥镜摄像装置的示意性框图。
图5是根据本公开一个实施方式的无线医疗内窥镜摄像系统的示意图。
图6是根据本公开一个实施方式的无线医疗内窥镜摄像装置的摄像方法的流程示意图。
图7是根据本公开一个实施方式的无线医疗内窥镜摄像装置的无线连接的示意图。
图8是根据本公开一个实施方式的无线医疗内窥镜摄像装置的无线连接的示意图。
图9是根据本公开一个实施方式的无线医疗内窥镜摄像装置的无线连接的示意图。
【附图标记说明】
100 无线医疗用摄像装置
110 无线手持终端
111 图像采集部
112 第一无线通信部
113 供电部
114 控制单元
115 操作按键
116 认证码列表模块
1171 密钥列表模块
1172 加密模块
120 图像处理终端
121 第二无线通信部
122 图像处理部
123 接口部
124 控制面板
125 电源部
126 主控制单元
127 图像信号处理器
128 接口电路
1291 认证码列表模块
1292 解析控制模块
1293 密钥列表模块
1294 解密模块
200 5G无线通信网络
300 5G无线通信网络
400 内窥镜
500 光学适配器
600 存储设备
700 显示器
800 远程医疗设备
900 医院服务器
1131 可充电电池
1132 电源管理电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧 (例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
图1示出了根据本公开的一个实施方式的无线医疗用摄像装置。
如图1所示，无线医疗用摄像装置100可以包括无线手持终端110 和图像处理终端120。无线手持终端110与图像处理终端120通过5G 无线通信网络200连接。
该无线医疗用摄像装置100可以为无线内窥镜摄像装置、无线腹腔镜摄像装置、无线胸腔镜摄像装置、无线关节镜摄像装置、或无线硬镜摄像装置等。下面将以无线内窥镜摄像装置为例来进行说明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本公开的技术思想的基础上，可以适用于例如上述的其它无线摄像装置。
无线手持终端110可以为无线内窥镜摄像装置等无线医疗用摄像装置的无线手柄，而图像处理终端120可以为对来自无线手柄的图像进行处理的图像处理主机装置。
其中，图1所示的无线手持终端110可以通过管线连接至前端摄像头(在图1中未示出)。在使用过程中，例如医生可以手持该无线手持终端110来得到患者体内器官等的医疗图像。
图2示出了根据本公开的一个实施方式的无线医疗用摄像装置的示意性框图。
如图2所示，无线手持终端110可以包括图像采集部111、第一无线通信部112及供电部113。
图像采集部111用于采集图像数据，其可以为图像传感器，例如 CCD/CMOS图像传感器。
第一无线通信部112用于将图像采集部111所采集的图像数据发送至图像处理终端120。第一无线通信部112为无线手持终端110的对外通信部件，其可以包括基带芯片及其外围电路、射频芯片及其外围电路、及通信天线等。
第一无线通信部112可以为基于5G(5th generation mobile networks，第五代移动通信技术)通信技术的芯片组。
供电部113包括可充电电池1131和电源管理电路1132。其中可充电电池1131可以为电池盒，其可以为可快速拆装的电池盒。通过外部电源为可充电电池1131充电后，可以将其装至无线手持终端110，当可充电电池1131电量耗尽后，可以对其进行更换。
电源管理电路1132可以与可充电电池1131连接并且将可充电电池1131电压转换为无线手持终端110的其它各个部件所需的工作电压。
此外，在无线手持终端110上还可以包括电量指示部，例如指示灯等，当在可充电电池1131的电量过低时，电量指示部可以提供报警指示。
如图2所示，图像处理终端120可以包括第二无线通信部121和图像处理部122。
第二无线通信部121通过5G无线通信网络200接收第一无线通信部112所发送的图像数据，并且将所接收的图像数据提供给图像处理部122。第二无线通信部121可以包括基带芯片及其外围电路、射频芯片及其外围电路、及通信天线等。第二无线通信部121可以为基于5G(5th generation mobile networks，第五代移动通信技术)通信技术的芯片组。
图像处理部122可以用于接收来自第二无线通信部121的图像数据，并且对所接收的图像数据进行处理。
在本公开的一个可选实施方式中，无线手持终端110的图像采集部111可以输出Bayer格式的图像数据，其中该Bayer格式的图像数据是非压缩的图像数据，并且Bayer格式的图像数据通过第一无线通信部112经由5G无线通信网络200传输至第二无线通信部121。在该实施方式中，通过采用非压缩的图像数据，可以有效地避免图像传输的延迟等问题。在第一无线通信部112中，对图像数据进行数据包的封装，第二无线通信部121接收到图像数据之后，传输到图像处理部 122，图像处理部122完成图像信号处理(Image SignalProcessing)工作，例如可以进行图像插值等数据处理工作，图像处理部122可以输出RGB格式的图像数据。通过上述处理，通过无线传输的数据量可以降到仅有图像处理后的图像数据的三分之一，并且极大地降低了无线手持终端110的工作负荷及功耗，降低了对无线传输的通信速率要求，并且有利于减小无线手持终端110的尺寸，例如可以减小可充电电池1131的容量和尺寸。
第一无线通信部112和第二无线通信部121基于5G通信技术，并且5G无线通信网络200基于5G通信网，可选地是基于设备到设备 (D2D，Device to Device)模式的5G通信网。
在本公开中，所使用的无线医疗内窥镜摄像装置的应用场景是在手术室内，因此无线手持终端110和图像处理终端120之间的有效通信距离可以小于5米。通过上述通信技术，可以实现较高的无线传输速率，可以实现1080P60Hz实时图像的传输。
5G通信网的传输速率可达到10Gbps甚至几十Gbps，而无线手持终端110传输Bayer格式的图像数据所需的通信速率计算如下：
8位1080P60Hz图像：1920*1080*8*60bps＝0.927Gbps；
10位1080P60Hz图像：1920*1080*10*60bps＝1.159Gbps；
12位1080P60Hz图像：1920*1080*12*60bps＝1.39Gbps。
再加上开销部分，传输Bayer格式的图像所需的通信速率介于 0.93～1.5Gbps之间，本公开所涉及无线医疗内窥镜摄像装置的应用场景通信距离近、网络状况好，5G通信网可较好的达到传输速率需求。
图像处理工作在图像处理终端120内进行，减轻无线手持终端110 的工作负荷以及降低功耗等。
而其他的无线技术，因为需要兼顾几十米甚至几百米的通信距离，无线发射功率大且不可调，功耗高。本公开例如可以基于D2D技术，第一无线通信部112的无线发射功率可根据手术室实际需要，调到较低的水平，从而整个无线手柄的功耗可维持在较低水平。
本公开的实施例提及的应用场景，正常工作状态下第一无线通信部112的平均功耗1.5W，无线手持终端110的整机功耗2.5W，可充电电池的容量为8.2Wh，无线手持终端110的整机尺寸 82.7mm*53.4mm*48.5mm。这样，三小时以内的手术，无需更换电池即可完成；三小时以上的手术，在电池电量低报警后，1分钟左右即可完成可充电电池1131的更换，然后继续投入手术。
根据本公开的进一步实施方式，图像处理终端120还可以包括接口部123，接口部123可以用于接收来自图像处理部122的处理后图像数据。
接口部123所接收的图像数据可以通过如图1所示的5G无线通信网络传输至远程设备，其中5G无线通信网络300可以是基于蜂窝通信模式的5G通信网，从而完成与远程设备的数据传输。其中该接口部123可以包括数据接口。
根据本公开的一个实施方式，图像处理终端120还可以包括接口电路(在图2中未示出，可参见之后描述的实施方式)，其中，该接口电路用于接收图像处理部122输出的图像数据，并且图像数据经过该接口电路转换为HDMI(High Definition MultimediaInterface，高清多媒体接口)或DVI(Digital Visual Interface，数字视频接口)接口协议，最后由数据接口进行输出。
需要说明的是，其中，在无线手持终端110的第一无线通信部112 中可以实现控制单元(微处理器)的功能，该控制单元可以用于对无线手持终端110的其它部件进行控制，这样，第一无线通信部112可以实现微处理器及无线通信的功能。图像处理终端120的图像处理部可以为主控制器，其可以实现图像信号处理单元、主控制单元及接口电路的功能。并且图像采集部111可以为CCD/CMOS图像传感器。
根据进一步的实施方式，图像处理终端120还可以包括控制面板 124。控制面板124为图像处理终端120的人机交互装置，其可以包括液晶显示屏和触摸屏，通过其可以显示和设置各项参数，可以显示和设置图像处理终端120的各项参数，其可以显示和控制无线手持终端 110的各项参数，当涉及无线手持终端110时，可以通过第一无线通信部112和第二无线通信部121来完成信息的发送与接收。
图像处理终端120还可以包括电源部125，该电源部125为图像处理终端120的供电装置，其可以完成交流直流变换、滤波等工作，从而将变换后的电压提供给图像处理终端120的各个部件。
在图1所示的实施方式中，图像采集部111采集到图像后，将其发送至第一无线通信部112，并且第二无线通信部121接收该图像数据，交由图像处理部122进行处理，处理后的图像数据通过接口部123经由5G无线通信网络300发送至其它外部设备。其中，控制面板124可以用于控制无线手持终端110及图像处理终端120，并且可以显示二者的信息。
根据本公开的另一实施方式，无线手持终端110可以包括图像采集部111、第一无线通信部112、供电部113及从微处理器。在下面的描述中，与之前的描述相同的技术特征将不再赘述。
图像采集部111用于采集图像数据。第一无线通信部112用于将图像数据发送至图像处理终端120。供电部113包括可充电电池1131 和电源管理电路1132。电源管理电路1132可以与可充电电池1131连接并且将可充电电池1131电压转换为无线手持终端110的其它各个部件所需的工作电压。在无线手持终端110上还可以包括电量指示部。
与图2所示的实施方式相比，图3所示的实施方式中的无线手持终端110还可以包括控制单元114及操作按键。其中，控制单元114 作为无线手持终端110的控制部件，该控制单元114至少用于控制图像采集部111及第一无线通信部112。此外，该控制单元114可以用于对图像处理终端120进行控制，控制信号可以经由第一无线通信部 112发送至图像处理终端120。
与图2所示的实施方式相比，图3所示的实施方式中的图像处理终端120中不存在图像处理部122，而是包括了主控制单元126、图像信号处理器127和接口电路128。其中，主控制单元126可以对图像处理终端120中的其它部件进行控制，也可以对无线手持终端110进行控制，当对无线手持终端110进行控制时，其可以通过第二无线通信部121将控制信号发送至无线手持终端110的控制单元114中。
在图3中所示的图像信号处理器127用于完成第二无线通信部121所接收的图像数据的处理。
如图3所示，图像处理终端120中的接口电路可以包含视频输出接口电路、数据输入输出接口电路等。图像数据经过该接口电路转换为HDMI(High Definition MultimediaInterface，高清多媒体接口)或DVI(Digital Visual Interface，数字视频接口)接口协议，最后由数据接口进行输出。接口部123(数据接口)可以包括视频输出接口、数据输入输出接口等。
在该实施方式的优选实施例中，第一无线通信部112和第二无线通信部121基于5G通信技术，并且5G无线通信网络200基于5G通信网，可选地是基于设备到设备(D2D，Deviceto Device)模式的5G 通信网。无线手持终端110的图像采集部111可以输出Bayer格式的图像数据，并且通过第一无线通信部112经由5G无线通信网络200 传输至第二无线通信部121。在第一无线通信部112中，对图像数据进行数据包的封装，第二无线通信部121接收到图像数据之后，传输到图像信号处理器127，图像信号处理器127完成图像信号处理(ImageSignal Processing)工作，例如可以进行图像插值等数据处理工作，图像信号处理器127可以输出RGB格式的图像数据。5G无线通信网络 200可以是基于设备到设备(D2D，Device toDevice)模式的5G通信网。5G无线通信网络300可以是基于蜂窝通信模式的5G通信网，从而完成与远程设备的数据传输。
需要说明的是，相对于图3所描述的实施方式中，未描述的部件可以参照相对于图2所描述的实施方式的具体内容，在此不再赘述。
根据本公开的再一实施方式，如图4所示，无线手持终端110还可以包括外部输入单元，例如操作按键115，外部输入单元供用户输入外部指令，并且外部指令输入至微处理器(控制单元114)，从而微处理器根据外部指令来控制无线手持终端110的其它部件。外部输入单元为设置在无线手持终端110的表面的按键。该外部指令可以包括：设置所述图像采集部的采集参数的指令、和/或通过所述5G无线通信网络发送图像数据的指令等。
在上述实施方式中，图像信号处理器127可以用于完成图像数据的信号处理工作，其可以为DSP芯片、FPGA、专用ISP芯片等形式。在图3和图4中，图像信号处理器127和主控制单元126(主控制器) 是两个功能单元，但是二者可以由一个芯片来实现，可以由一个芯片来实现两项功能。
此外在上述实施方式中，可以采用一个芯片模组作为第二无线通信部121来实现5G无线通信网络200和5G无线通信网络300的功能，也可以采用两个芯片模组分别实现与无线手持终端110及外部设备的无线通信功能。
根据本公开的上述实施方式，本公开将图像插值等数据处理工作放到图像处理盒(图像处理终端)进行，通过无线传输的数据量降到了现有技术的1/3，大大降低了无线手持终端的功耗，从而有利于减小无线手持终端的尺寸。无线医疗内窥镜摄像装置支持1080P60Hz图像的实时传输，图像可在本地显示，也可以实时传输到远程设备显示。无线手柄的功耗较现有技术大大降低、尺寸仅略大于传统有线手柄，实现了无线手柄的小型化目标，医生手术时去除了线缆的烦扰，操作起来更方便，利于推广普及。
根据本公开还提供了一种无线医疗内窥镜摄像系统。如图5所示，该摄像系统可以包括上述的无线医疗用摄像装置100、内窥镜400、光学适配器500。
内窥镜400可以进入患者的体内，并且内窥镜400远离体内的一端与光学适配器500连接，光学适配器500与无线手持终端110连接。这样，光信号经过内窥镜400及光学适配器500后，进入无线手持终端110的图像采集部(图像传感器)，从而可以得到患者体内的图像数据。
图像数据经过无线手持终端110的第一无线通信部112且经由5G 无线通信网络200传输到图像处理终端120，经由图像处理终端120 的处理后，被处理的图像数据通过5G无线通信网络300传输至外部设备，例如可以传输至与5G无线通信网络300相连的医院服务器900 或者远程医疗设备800。
此外，还可以包括存储设备600，该存储设备600可以接收并存储来自图像处理终端120的图像数据，并且可以转发至与其相连的显示器700上以进行显示。
5G无线通信网络300可以工作在蜂窝通信模式；图像处理终端 120的图像处理部122或图像信号处理器127完成图像信号处理后的 RGB数据，可通过5G无线通信网络300上传到5G通信网，也可通过5G无线通信网络300下载数据到图像处理终端120。
与图像处理终端120相连的存储设备600的数据，在图像处理部 122或主控制单元126(主控制器)的请求下，通过接口部123(数据接口)，并进一步通过5G无线通信网络300上传到5G通信网，也可下载数据到与图像处理终端120相连的存储设备600。
图像处理终端120处理完的RGB格式图像数据，可通过5G无线通信网络300上传到5G通信网，从而发送到同样连接到5G通信网的医院服务器900；存储设备600内的数据，可根据需求由图像处理终端120，经过5G无线通信网络300上传到5G通信网，从而发送到医院服务器900；医院服务器900可根据需求及权限将数据分发到各科室和医护人员，还可根据需求将数据转发到远程医疗设备800。
对于实时性要求较高的远程医疗过程，图像处理终端120的数据，经过5G无线通信网络300上传到5G通信网，从而直接发送到远程医疗设备800，可缩短手术室到远程医疗设备800的信息传输路径，进而降低传输延时。
根据本公开的再一实施方式，提供了一种上述无线医疗用摄像装置的摄像方法。
该摄像方法可以包括以下步骤S610～S640。
在步骤S610中，第一无线通信部与第二无线通信部建立无线连接。
例如根据本公开的一个具体实施例，首先图像处理终端上电无线手持终端上电，图像处理终端与无线手持终端之间自动匹配，建立无线连接。其中，无线连接建立后，可以在图像处理终端的控制面板上呈现无线手持终端接入的指示。
在某些情况下，诸如首次匹配，图像处理终端与无线手持终端上电初始化后，第一无线通信部和第二无线通信部可以设成D2D模式，二者握手协商、完成配对、设置无线发射功率等参数的工作，则建立了无线连接。
进一步地，无线手持终端上电后，图像采集部或CMOS/CCD图像传感器完成初始化，其中该初始化可以通过控制单元或微处理器来进行设置。待图像处理终端与无线手持终端之间的无线连接建立。
在步骤S620中，第一无线通信部将图像数据通过第一5G无线通信网络传输至第二无线通信部。在图像采集部或CMOS/CCD图像传感器输出Bayer格式的图像数据，由第一无线通信部完成数据包的封装并通过第一5G无线通信网络发送到图像处理终端的第二无线通信部。
在步骤S630中，图像处理部对来自第二无线通信部的图像数据进行处理。图像处理终端的第二无线通信部接收到无线手持终端的图像数据，输出到图像信号处理器等，图像信号处理器完成图像信号处理工作后，输出RGB格式的图像数据。
在步骤S640中，输出图像处理部处理后的图像数据。其中，RGB 数据经过接口电路转换为HDMI等接口协议，由数据接口输出，例如可以输出到存储设备等。图像信号经过图像信号处理器的图像信号处理后，输出的RGB格式的图像数据还可通过第二无线通信部由第二 5G无线通信网络发送到外部5G通信网。
进一步，也可以通过外部5G通信网将图像发送至其它外部设备等，或者将来自外部设备的数据或指令传输至摄像装置中。
在本公开的上述装置、系统及方法中，由于采用的无线传输方式，但是在无线传输并不像有线传输那样可靠，因此在满足无线传输的带宽的情况下，需要解决无线传输中的数据传输安全性问题，以避免非授权的终端设备接入网络，从而防止传输数据被窃听或篡改。
下面将描述根据本公开的无线手持终端与图像处理终端之间的无线传输机制。下面所描述的内容可以适用于上述的装置、系统及方法中。
需要说明的是，在此的无线手持终端的数量可以为一个或多个。并且在一个或多个无线手持终端、与图像处理终端均存储有一一对应的认证码列表。例如，每个无线手持终端包括用于存储认证码列表的第一认证码存储模块，图像处理终端包括用于存储认证码列表的第二认证码存储模块、以及解析控制模块。
首先，将参照图7-9来描述无线手持终端与图像处理终端的无线连接。在图7-9中仅示出了一个无线手持终端，但是应当理解，可以为多个无线手持终端，并且图像处理终端可以根据无线手持终端的ID 来识别不同的无线手持终端。
图7示出了无线手持终端与图像处理终端首次连接的示意图。
在无线手持终端110与图像处理终端120进行首次连接时，或者在出厂配置时，可以人为地或者自动地在图像处理终端120处注册无线手持终端110的ID，这样使得在无线手持终端110获得与图像处理终端120的无线连接授权。无线手持终端110获得无线连接的授权后，二者之间建立无线连接，图像处理终端120可以向无线手持终端110 发送与该ID对应绑定的动态认证码发送给无线手持终端110。
如图7所述，可以通过解析控制模块1292来接收无线手持终端 110的ID，并且从存储有认证码列表的认证码列表模块1291来获得与该ID绑定的动态验证码，然后将该动态验证码例如通过第二无线通信部121经由5G无线通信网络200发送至第一无线通信部112，并且无线手持终端110可以根据该动态认证码来匹配认证码列表模块中认证码列表，从而得到相应的认证码对应码。此外，在二者连接成功后，图像处理终端120向无线手持终端发送协同刷新请求，以便在每次连接后均对二者的认证码列表进行协同刷新，并且为下一次连接和传输做准备。
图8示出了在首次无线连接认证之后的无线连接方式。
在首次连接之后，在之后的无线手持终端与图像处理终端的匹配连接过程中，可以采用如图8所示的方式。
首先，图像处理终端120扫描可连接的无线手持终端110，当获得某个或某些无线手持终端110的连接请求时，通过解析控制模块1292来解析无线手持终端110的连接请求，从该连接请求中获得目标无线手持终端110的ID及认证码对应码，并且图像处理终端120根据解析出的ID 及预存动态认证码来匹配认证码列表模块中的认证码列表，从而获得认证码对应码，然后将该认证码对应码与无线手持终端发送的认证码对应码进行比较，并且基于比较结果来确定图像处理终端与无线手持终端的无线连接，也就是说两个认证码对应码如果一一对应，则确定目标无线手持终端110是合法的，并且图像处理终端120与其建立无线连接。
无线连接建立成功后，图像处理终端120向目标无线手持终端110 发送认证表协同刷新请求，即在图像处理终端120与目标无线手持终端110每次成功连接后都会进行协同刷新，以刷新双方的认证码列表。
当刷新完成后，图像处理终端120向无线手持终端110发送认证码，以用于下次连接认证。
在图像处理终端120与无线手持终端110下次连接的过程中，继续重复上述的过程。
如图9所示，无线手持终端110可以包括用于存储密钥列表的密钥列表模块1171及加密模块1172，图像处理终端120可以包括用于存储密钥列表的密钥列表模块1293及解密模块1294。
无线手持终端110根据认证码来匹配密钥列表模块1171存储的密钥列表以得到加密密钥，无线手持终端110的加密模块1172通过加密密钥对第一无线通信部发送的图像数据进行加密，并且图像处理终端 120接收到加密的图像数据后，根据认证码来匹配密钥列表模块1293 存储的密钥列表以得到解密密钥，从而通过解密模块1294来对加密的图像数据进行解密。
例如，在具体应用中，无线手持终端110可以利用加密密钥对将要发送的Bayer格式的图像数据进行加密，并且经过5G无线通信网络200发送至图像处理终端120，图像处理终端120获得该加密数据后，根据认证码所匹配的密钥来对Bayer格式的图像进行解密，图像处理终端120将解密后的图像数据进行后续的处理。
此外，对于无线手持终端110的下一次连接和数据传输，再次重复以上的过程，并且在每次无线连接认证通过后，同步刷新无线手持终端110与图像处理终端120的认证码列表及密钥列表。
通过上述方式，认证码虽然暴露在传输通道中，但是进行身份认证的是认证码对应码，因此即便认证码泄露，非法终端也无法获得当前次认证中所使用的认证列表，因此不会影响正常的认证，而且加密密钥也不通过无线传输通道进行传输，因此极大地提高了数据传输的安全性等。同时每次连接认证成功后均协同刷新认证码列表及密钥列表，且为下一次连接与传输进行准备，因此也极大地提高了数据传输的安全性等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/ 方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/ 方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/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一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (24)

1.一种无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述无线医疗用摄像装置包括无线手持终端和图像处理终端，所述无线手持终端与图像处理终端通过第一5G无线通信网络进行通信，
所述无线手持终端包括：
图像采集部，所述图像采集部用于采集图像；
第一无线通信部，所述第一无线通信部用于将所述图像采集部所采集的图像数据发送至所述图像处理终端；以及
供电部，所述供电部包括可充电电池，并且用于向所述无线手持终端的其它部件供电，
所述图像处理终端包括：
第二无线通信部，所述第二无线通信部通过所述5G无线通信网络接收所述第一无线通信部所发送的图像数据；
图像处理部，所述图像处理部用于接收来自所述第二无线通信部的图像数据，并且对所接收的图像数据进行处理，
其中，所述图像采集部输出Bayer格式图像数据，并且所述Bayer格式图像数据为非压缩图像数据，所述第一无线通信部不对所述非压缩图像数据进行压缩处理，将非压缩的Bayer格式图像数据传送至所述第二无线通信部，所述第二无线通信部接收所述非压缩的Bayer格式图像数据并且通过所述图像处理部进行处理。
2.如权利要求1所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，无线医疗用摄像装置还包括第二5G无线通信网络，所述第二5G无线网络接收与发送所述图像处理部处理后图像数据。
3.如权利要求2所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述图像处理终端还包括接口部，所述接口部接收来自所述图像处理部的处理后图像数据。
4.如权利要求3所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述接口部包括数据接口，通过所述数据接口将所述处理后图像数据发送至所述图像处理终端的外部。
5.如权利要求2所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述无线手持终端还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述无线手持终端中的其它部件。
6.如权利要求5所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述无线手持终端还包括外部输入单元，所述外部输入单元供用户输入外部指令，并且将所述外部指令输入至所述控制单元，从而所述控制单元根据所述外部指令来控制所述无线手持终端的其它部件。
7.如权利要求6所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述外部输入单元为设置在所述无线手持终端的表面的按键。
8.如权利要求7所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述外部指令包括：设置所述图像采集部的采集参数的指令、和/或通过所述5G无线通信网络发送图像数据的指令。
9.如权利要求2所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述图像处理终端还包括主控单元，所述主控单元用于控制所述图像处理终端中的其它部件。
10.如权利要求9所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述图像处理终端还包括触控单元，所述触控单元用于提供显示和/或供用户输入指令。
11.如权利要求4所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述接口部还包括接口电路，所述接口电路根据预定接口协议来转换处理后图像数据，且将转换后的数据传输至所述数据接口，以通过数据接口发送。
12.如权利要求2所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述图像处理终端的所述图像处理部将Bayer格式的图像数据处理为RGB格式的图像数据。
13.如权利要求2至12中任一项所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述第一5G无线通信网络为设备到设备模式的5G无线通信网。
14.如权利要求2至12中任一项所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述第二5G无线通信网络为蜂窝通信模式的5G无线通信网。
15.如权利要求2所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，
所述无线手持终端的数量为一个或多个，每个所述无线手持终端还包括用于存储认证码列表的第一认证码存储模块，
所述图像处理终端还包括用于存储认证码列表的第二认证码存储模块、以及解析控制模块，
当所述图像处理终端与所述无线手持终端首次连接时，在所述图像处理终端注册所述无线手持终端的ID，以使得所述无线手持终端获取无线连接的授权，并且所述图像处理终端向所述无线手持终端发送与所述ID对应的动态认证码，所述无线手持终端根据所述动态认证码匹配所述第一认证码存储模块存储的认证码列表以获得认证码对应码。
16.如权利要求15所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，当所述图像处理终端与所述无线手持终端非首次连接时，所述图像处理终端获得所述无线手持终端的连接请求，并且通过所述解析控制模块解析所述连接请求，以获得所述无线手持终端的ID及认证码对应码，所述图像处理终端根据所述无线手持终端的ID及预存动态认证码匹配所述第二认证码存储模块存储的认证码列表以获得认证码对应码，所述图像处理终端的认证码对应码与所述无线手持终端发送的认证码对应码进行比较，并且基于比较结果来确定所述图像处理终端与所述无线手持终端的无线连接。
17.如权利要求16所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，当所述图像处理终端与所述无线手持终端的无线连接成功后，所述图像处理终端向所述无线手持终端发送认证表协同刷新请求以同步刷新所述图像处理终端与所述无线手持终端的认证码列表，刷新完成后，所述图像处理终端向所述无线手持终端发送认证码，以用于下次连接认证。
18.如权利要求16或17所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，
所述无线手持终端还包括用于存储密钥列表的第一密钥列表存储模块及加密模块，
所述图像处理终端还包括用于存储密钥列表的第二密钥列表存储模块及解密模块，
所述无线手持终端根据所述认证码来匹配第一密钥列表存储模块存储的密钥列表以得到加密密钥，所述无线手持终端的加密模块通过所述加密密钥对所述第一无线通信部发送的图像数据进行加密，并且所述图像处理终端接收到加密的所述图像数据后，根据所述认证码来匹配第二密钥列表存储模块存储的密钥列表以得到解密密钥，从而通过所述解密模块来对加密的所述图像数据进行解密。
19.如权利要求18所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述第一密钥列表存储模块中存储的密钥列表与所述第二密钥列表存储模块存储的密钥列表在所述图像处理终端与所述无线手持终端的每次无线连接成功后，均进行同步刷新。
20.如权利要求19所述的无线医疗用摄像装置，其特征在于，所述无线医疗用摄像装置为无线内窥镜摄像装置、无线腹腔镜摄像装置、无线胸腔镜摄像装置、无线关节镜摄像装置、或无线硬镜摄像装置。
21.一种无线医疗内窥镜摄像系统，其特征在于，包括：
内窥镜；
光学适配器，所述光学适配器接收来自所述内窥镜的光信号；以及
如权利要求1至20中任一项所述的无线医疗用摄像装置，所述无线医疗用摄像装置的图像采集部接收来自光学适配器的光信号，从而采集图像数据。
22.如权利要求21所述的无线医疗内窥镜摄像系统，其特征在于，包括：存储装置，用于存储所述无线医疗用摄像装置的图像处理部输出的图像数据。
23.一种如权利要求2至20中任一项所述的无线医疗用摄像装置的摄像方法，其特征在于，包括：
所述第一无线通信部与所述第二无线通信部建立无线连接；
所述图像采集部采集图像，并且所述第一无线通信部接收来自所述图像采集部的图像数据；
所述第一无线通信部将所述图像数据通过所述第一5G无线通信网络传输至所述第二无线通信部；
所述第二无线通信部接收来自所述第一无线通信部的图像数据，并且传送至所述图像处理部；以及
所述图像处理部对来自所述第二无线通信部的图像数据进行处理。
24.如权利要求23所述的摄像方法，其特征在于，还包括：
通过所述第二5G无线通信网络发送所述图像处理部处理后的图像数据。
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