CN113907695B - 去噪方法、装置、内窥镜、手术机器人及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种去噪方法、装置、内窥镜、手术机器人及可读存储介质，属于通信技术领域。该方法包括：接收镜头通过数字视频接口发送的原始图像数据，场同步信号和行同步信号，在场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，将目标同步信号恢复至正常状态，基于正常的场同步信号和行同步信号，对原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据，向显示设备输出目标图像数据。当内窥镜所处环境中存在电气噪声时，处理器可以对DVP接口中异常的场同步信号和行同步信号进行恢复，基于正常状态的场同步信号和行同步信号对图像数据进行处理，可以避免由于行场同步信号异常，导致显示设备无法稳定显示的问题。

Description

去噪方法、装置、内窥镜、手术机器人及可读存储介质

技术领域

本申请属于通信技术领域，具体涉及一种去噪方法、装置、内窥镜、手术机器人及可读存储介质。

背景技术

内窥镜是一种广泛应用于医疗和工业领域的检测仪器，应用于医疗领域的内窥镜可以经人体的天然孔道或者是经手术做的小切口进入人体内，获取人体内某个部位的图像并显示，可以辅助医生对该部分进行诊断。

内窥镜一般包括镜头、处理器和显示设备，镜头可以采集原始图像数据，并将采集到的原始图像数据发送给处理器，处理器处理得到目标图像数据之后，输出给显示设备显示。内窥镜的使用环境中经常会存在各种电气噪声，电气噪声会干扰镜头与处理器之间的信号传递，导致显示设备无法稳定显示。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种去噪方法、装置、内窥镜、手术机器人及可读存储介质，能够解决内窥镜中显示设备无法稳定显示的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种去噪方法，应用于内窥镜中的处理器，所述内窥镜中还包括镜头和显示设备，所述处理器与所述镜头通过数字视频接口连接，所述处理器与所述显示设备连接；该方法包括：

接收所述镜头通过所述数字视频接口发送的原始图像数据，以及场同步信号和行同步信号；

在所述场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将所述目标同步信号恢复至正常状态；所述目标同步信号包括所述场同步信号和所述行同步信号；

基于正常状态的所述场同步信号和所述行同步信号，对所述原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据；

向所述显示设备输出所述目标图像数据，使所述显示设备显示所述目标图像数据。

第二方面，本申请实施例提供了一种去噪装置，设置于内窥镜中的处理器，所述内窥镜中还包括镜头和显示设备，所述处理器与所述镜头通过数字视频接口连接，所述处理器与所述显示设备连接；该装置包括：

接收模块，用于接收所述镜头通过所述数字视频接口发送的原始图像数据，以及场同步信号和行同步信号；

恢复模块，用于在所述场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将所述目标同步信号恢复至正常状态；所述目标同步信号包括所述场同步信号和所述行同步信号；

处理模块，用于基于正常状态的所述场同步信号和所述行同步信号，对所述原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据；

输出模块，用于向所述显示设备输出所述目标图像数据，使所述显示设备显示所述目标图像数据。

第三方面，本申请实施例提供了一种内窥镜，该内窥镜包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种手术机器人，所述手术机器人包括上述的内窥镜。

第五方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

在本申请实施例中，处理器接收镜头通过数字视频接口发送的原始图像数据，以及场同步信号和行同步信号，在场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将目标同步信号恢复至正常状态，基于正常状态的场同步信号和行同步信号，对原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据，向显示设备输出目标图像数据，使显示设备显示目标图像数据。当内窥镜所处环境中存在电气噪声时，处理器可以对DVP接口中异常的场同步信号和行同步信号进行恢复，基于正常状态的场同步信号和行同步信号对图像数据进行处理，可以解决由于场同步信号和行同步信号受电气噪声干扰，导致显示设备无法稳定显示的问题。

附图说明

图1是根据一示例性实施例提供的一种去噪方法的步骤流程图；

图2是根据一示例性实施例提供的一种数字视频接口的时序图；

图3是根据一示例性实施例提供的一种处理器的逻辑示意图；

图4是根据一示例性实施例提供的一种图像处理的流程示意图；

图5是根据一示例性实施例提供的一种状态转换示意图；

图6是根据一示例性实施例提供的一种去噪声装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的去噪方法进行详细地说明。

参照图1，图1是根据一示例性实施例提供的一种去噪方法的步骤流程图，,该方法包括：

步骤101、接收镜头通过数字视频接口发送的原始图像数据，以及场同步信号和行同步信号。

其中，内窥镜包括视频处理主机、显示设备和镜头，视频处理主机中包括处理器。去噪方法可以应用于处理器，处理器与镜头通过数字视频接口连接，处理器与显示设备连接。

在一种实施例中，处理器可以是多核异构处理器，包括应用处理器（ApplicationProcessor Unit，APU）和现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA），APU负责整个系统的初始化配置、状态检测、人机接口等功能，FPGA具有图像信号处理（ImageSignal Processing，ISP）功能，可以对图像数据进行ISP处理。镜头中包括一个或两个摄像头，每个摄像头中集成有图像传感器，图像传感器例如互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）图像传感器，图像传感器可以采集图像数据。处理器中集成有数字视频接口（Digital Video Port，DVP），图像传感器可以通过DVP接口将采集到的原始图像数据发送给处理器。处理器中集成有输出接口，输出接口为视频输出接口，FPGA可以通过视频输出接口与显示设备连接。FPGA对原始图像数据进行ISP处理之后，得到目标图像数据，并通过视频输出接口将处理得到的目标图像数据发送给显示设备显示。处理器的具体结构可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。

其中，DVP接口具有像素时钟端口、场同步端口、行同步端口和数据总线端口。如图2所示，图2是根据一示例性实施例提供的一种数字视频接口的时序图，Pix_CLK为像素时钟信号，VSYNC为场同步信号、HSYNC为行同步信号。像素时钟端口用于传输像素时钟信号，像素时钟信号中的每个时钟对应一个像素数据；场同步端口用于传输场同步信号，场同步信号中的每个上升沿对应一帧图像数据；行同步端口用于传输行同步信号，行同步信号中的每个上升沿对应一帧图像数据中的一行像素数据。数据总线端口用于传输图像传感器采集到的原始图像数据，场同步信号的上升沿标志一帧图像数据的开始，行同步信号的上升沿标志一帧图像数据中一行像素数据的开始，像素时钟信号的上升沿标志一个像素数据的开始。例如，若图像传感器的采集的原始图像数据的规格为1920×1080，即每帧原始图像数据的宽度为1920个像素，高度为1080个像素，也即原始图像数据中包括1080行像素，每行像素中包括1920个像素。在场同步信号的上升沿出现后，开始一帧图像数据的传输，在一帧图像数据的传输过程中，行同步信号的上升沿出现后，开始一帧图像数据中一行像素数据的传输。在场同步信号的一个周期内存在1080个行同步信号的上升沿，在行同步信号的一个周期内存在1920个像素时钟信号的上升沿。处理器可以根据DVP接口输入的场同步信号、行同步信号和像素时钟信号将数据总线中传输的数据流划分为每帧1920×1080的原始图像数据。

需要说明的是，图2中的像素时钟信号、行同步信号和场同步信号均采用上升沿触发，实际应用中像素时钟信号、行同步信号和场同步信号也可以采用下降沿触发。当采用上升沿触发时，触发沿为行场同步信号中的上升沿，当采用下降沿触发时，触发沿为行场同步信号中的下降沿。

本实施例中，内窥镜中的处理器可以接收镜头通过数字视频接口发送的原始图像数据、像素时钟信号、场同步信号和行同步信号，并基于像素时钟信号、场同步信号和行同步信号对原始图像数据进行处理。

内窥镜的使用环境中一般会存在电气噪声，电气噪声会干扰行同步信号和场同步信号。例如，在医疗领域中，内窥镜所处的环境中经常存在高频电刀或其他医疗设备产生电磁辐射，导致DVP接口中的行同步信号和场同步信号被异常拉低或拉高，或者消失。此时，处理器无法获取到正常的行同步信号和场同步信号，无法对数据总线中传递的数据流进行准确划分，导致显示设备会出现闪屏、冻屏、画面撕裂和视频中断等现象，无法稳定显示。

步骤102、在场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将目标同步信号恢复至正常状态。

其中，目标同步信号包括场同步信号和行同步信号。

本实施例中，处理器在通过DVP接口接收镜头输入的原始图像数据时，可以对DVP接口输入的场同步信号和行同步信号进行监测，若监测到场同步信号或行同步信号异常，可以将场同步信号和行同步信号恢复至正常状态。

可选地，步骤102可以包括：

在检测到场同步信号的触发沿之后的目标时间点，若未检测到行同步信号的触发沿，则恢复行同步信号的触发沿；目标时间点对应于行同步信号的触发沿；

在行同步信号的触发沿出现后的第一周期时长内，若行同步信号偏离第一预期状态，则将行同步信号恢复至第一预期状态；第一周期时长为行同步信号的周期时长。

本实施例中，处理器在检测到场同步信号的触发沿之后，可以确定进入场同步信号的一个周期，DVP接口开始传输一帧图像数据。此时，若在预期的目标时间点未检测到行同步信号的触发沿，则恢复行同步信号的触发沿。结合图2所示，在场同步信号的每个周期内，包括1080个行同步信号的上升沿。场同步信号的上升沿与之后的第一个行同步信号的上升沿之间间隔第一预设时长，相邻的两个行同步信号的上升沿之间间隔行同步信号的一个周期，即相邻的两个行同步信号的上升沿之间间隔第一周期时长。处理器在检测到场同步信号的上升沿之后，可以设置启动第一计时器开始计时，在计时时长达到第一预设时长时，确定到达场同步信号的上升沿出现后的第一个目标时间点。当场同步信号的上升沿和第一个行同步信号的上升沿同时出现时，第一预设时长可以为0。此时，若在行同步端口未检测到行同步信号的上升沿，则触发在行同步端口产生一个上升沿，即恢复行同步信号的触发沿。在第一计时器的计时时长达到第一预设时长时，第一计时器清零，并重新开始计时，在第一计时器的计时时长达到第一周期时长时，确定到达场同步信号的上升沿出现后的第二个目标时间点。此时，若在行同步端口未检测到行同步信号的上升沿，则触发在行同步端口产生一个上升沿。依次类推，在每个目标时间点，检测到行同步信号的端口未出现上升沿时，触发在行同步信号的端口产生上升沿，可以实现对行同步信号的触发沿的恢复。行同步信号的触发沿的恢复过程可以包括但不限于上述举例，本实施例对此不做限制。

其中，第一预期状态包括行同步信号在一个周期内的状态。如图2所示，行同步信号的一个周期可以划分为正半周期和负半周期，正半周期内行同步信号维持高电平，负半周期内行同步信号维持低电平。处理器在行同步信号的触发沿出现后的第一周期时长内，若检测行同步信号偏离第一预期状态，可以将行同步信号恢复至第一预期状态。如图2所示，处理器在触发行同步端口产生上升沿或者在行同步端口检测到上升沿之后，确定进入行同步信号的一个周期，可以启动第二计时器开始计时，在第二计时器的计时时长到达正半周期的时长之前，若检测到行同步端口的电平与预期的高电平不一致，可以确定行同步信号偏离第一预期状态，可以触发在行同步信号的端口产生对应的高电平，以将行同步信号恢复至第一预期状态。在第二计时器的计时时长大于正半周期的时长、且小于第一周期时长之前，若检测到行同步端口的电平与预期的低电平不一致，可以确定行同步信号偏离第一预期状态，可以触发在行同步信号的端口产生对应的低电平，以将行同步信号恢复至第一预期状态。当第二计时器的计时时长等于第一周期时长时，第二计时器清零，并重新开始计时。依次类推，在行同步信号的每个周期内，可以将异常的行同步信号恢复至正常状态。

需要说明的是，第一预期状态中行同步信号的电平状态，行同步信号的周期时长，正半周期的时长和负半周期的时长均可以根据DVP接口的规格具体设置，本实施例对此不做限制。

本发明实施例中，在场同步信号的周期内，若在对应的目标时间点未检测到行同步信号的触发沿，可以恢复行同步信号的触发沿，在行同步信号的周期内，若检测到行同步信号偏离预期状态，可以恢复行同步信号。当行同步信号由于电气噪声出现中断、异常拉低、异常拉高等失真情况时，处理器可以根据恢复正常的行同步信号对原始图像数据进行处理，可以使显示设备正常显示。

可选地，步骤102还可以包括：

在检测到场同步信号的触发沿之后的第二周期时长内，若场同步信号偏离第二预期状态，则将场同步信号恢复至第二预期状态；第二周期时长为场同步信号的周期时长。

本实施例中，处理器在场同步端口检测到场同步信号的触发沿之后，确定进入场同步信号的一个周期，在场同步信号的周期内，若检测到场同步信号偏离预期状态，可以将场同步信号恢复至预期状态。第二预期状态包括场同步信号在一个周期内的电平状态。如图2所示，场同步信号的一个周期也可以划分为正半周期和负半周期，正半周期内场同步信号维持高电平，负半周期内场同步信号维持低电平。处理器在场同步端口检测到上升沿之后，确定进入场同步信号的一个周期，可以启动第三计时器开始计时，在第三计时器的计时时长到达正半周期的时长之前，若检测到场同步端口的电平与预期的高电平不一致，可以确定场同步信号偏离第二预期状态，可以触发在场同步信号的端口产生对应的高电平，以将场同步信号恢复至第二预期状态。在第三计时器的计时时长大于正半周期的时长、且小于第二周期时长之前，若检测到场同步端口的电平与预期的低电平不一致，可以确定场同步信号偏离第二预期状态，可以触发在场同步信号的端口产生对应的低电平，以将场同步信号恢复至第二预期状态。依次类推，在场同步信号的每个周期内，可以将异常的场同步信号恢复至正常状态。

需要说明的是，第二预期状态中场同步信号的电平状态，场同步信号的周期时长，正半周期的时长和负半周期的时长均可以根据DVP接口的规格具体设置，本实施例对此不做限制。

本发明实施例中，在场同步信号的周期内，若检测到场同步信号偏离预期状态，可以恢复场同步信号。当场同步信号由于电气噪声出现中断、异常拉低、异常拉高等失真情况时，处理器可以根据恢复正常的场同步信号对原始图像数据进行处理，可以使显示设备正常显示。

步骤103、基于正常状态的场同步信号和行同步信号，对原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据。

步骤104、向显示设备输出目标图像数据，使显示设备显示目标图像数据。

本实施例中，处理器在接收到正常状态的场同步信号和行同步信号，或者在将异常的场同步信号和行同步信号恢复至正常状态之后，可以基于正常状态的场同步信号和行同步信号对原始图像数据进行图像信号处理。结合上述举例，FPGA具有ISP功能，FPGA可以基于正常状态的场同步信号和行同步信号将数据总线中输入的视频流划分为帧图像，然后对帧图像进行ISP处理，得到可以在显示设备显示的目标图像数据，并向显示设备输入处理得到的目标图像数据，使显示设备显示目标图像数据。

其中，当内窥镜为二维（Two Dimensional，2D）内窥镜时，镜头中可以包括一个摄像头，可以采集一路原始图像数据，同时显示设备具有3D显示模式和2D显示模式。此时，处理器可以通过对一路原始图像数据执行步骤101至步骤104，得到一路目标图像数据，向显示设备输入一路目标图像数据，使得显示设备通过2D模式显示图像。当内窥镜为三维（Three Dimensional，3D）内窥镜时，镜头中可以包括两个不同的摄像头，两个摄像头分别采集两路不同的原始图像数据，并且两个摄像头分别通过两个DVP接口与处理器连接。此时，处理器可以分别对每路原始图像数据执行步骤101至步骤104，分别得到两路不同的目标图像数据，向显示设备发送两路目标图像数据，使得显示设备通过3D模式显示。

示例性地，如图3所示，图3是根据一示例性实施例提供的一种处理器的逻辑示意图，FPGA中集成有DVP接口0和DVP接口1，同时内窥镜的镜头中集成有两个摄像头，每个摄像头通过一个DVP接口与FPGA连接。FPGA的固件中包括并列的两条视频处理流程，每条视频处理流程中依次设置有通道选择模块、噪声缓解模块和视频处理管道，通道选择模块用于从DVP接口0和DVP接口1中选择其中一个DVP接口输入的数据，包括输入的场同步信号、行同步信号、像素时钟信号和原始图像数据，并将输入的数据传递给对应的噪声缓解模块，由噪声缓解模块执行步骤101至步骤104，对通道选择模块输入的数据进行处理。例如，通道选择模块0选择DVP接口0输入的场同步信号、行同步信号、像素时钟信号和原始图像数据，传递给噪声缓解模块0。噪声缓解模块0可以执行步骤101至步骤104，对DVP接口0输入的场同步信号和行同步信号进行检测，在检测到其中任意一个同步信号异常时，将异常的同步信号恢复至正常状态，之后将恢复至正常状态的场同步信号和行同步信号发送给视频处理管道0，同时将DVP接口0输入的原始图像数据传递给视频处理管道0，视频处理管道0可以实现ISP功能，基于正常状态的场同步信号和行同步信号对DVP接口0输入的原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据0。与此同时，噪声缓解模块1也可以执行步骤101至步骤104，对DVP接口1输入的场同步信号和行同步信号进行检测，在检测到其中任意一个同步信号异常时，将异常的同步信号恢复至正常状态，之后将恢复至正常状态的场同步信号和行同步信号发送给视频处理管道1，同时将DVP接口1输入的原始图像数据传递给视频处理管道1，视频处理管道1可以基于正常状态的场同步信号和行同步信号对DVP接口1输入的原始图像数据进行图像信号处理，得到另一路目标图像数据1。FPGA中集成输出接口，可以通过输出接口将目标图像数据0和目标图像数据1输出给显示设备，显示设备可以基于目标图像数据0和目标图像数据1显示3D图像。

其中，通道选择模块0也可以选择DVP接口1输入的数据传递给噪声缓解模块0，通道选择模块1也可以选择DVP接口0输入的数据传递给噪声缓解模块1。当两个通道选择模块0选择同一个DVP接口输入的数据时，处理得到目标图像数据0和目标图像数据1相同。由于输入显示设备的两个目标图像数据相同，显示设备通过3D模式显示时，显示效果为2D效果。

可选地，在步骤104之前，该方法还可以包括：

在数字视频接口发送的场同步信号均丢失的情况下，停止对原始图像数据的处理，并将预先存储的替代图像作为每个摄像头分别对应的目标图像数据。

在一种实施例中，当所有DVP接口发送的场同步信号均丢失的情况下，处理器可以停止对所有DVP接口发送的原始图像数据的处理，将替代图像作为目标图像数据发送给显示设备。结合图2和图3所示，当DVP接口0发送的场同步信号均丢失时，噪声缓解模块0无法检测到场同步信号的上升沿，在接收到DVP接口0传输的原始图像数据之后，无法确定每帧原始图像数据的起始点，从而无法准确确定场同步信号和行同步信号的起始点和终止点，无法对异常的场同步信号和行同步信号进行恢复，进而无法对原始图像数据进行处理。

可选地，处理器具体用于在计时时长达到预设时长的情况下，确定场同步信号丢失；计时时长从检测到场同步信号的触发沿时开始计时，预设时长大于或等于多个场同步信号的周期时长之和。

在一种实施例中，处理器可以在连续未检测到多个场同步信号的触发沿时，确定场同步信号消失。例如，处理器在第一次接收到场同步信号的上升沿时，可以启动第四计时器开始计时，在计时时长达到场同步信号一个周期时，确定第一个场同步信号结束。此时，若检测到第二个场同步信号的上升沿，确定场同步信号未消失，则第四计时器清零，并重新开始计时。若未检测到第二个场同步信号的上升沿，则第四计时器清零，并启动计数器（计数器的初始计数值为0）开始计数，计数值加1。以此类推，在第四计时器的计时时长等于场同步信号的一个周期时，第四计时器清零，若接收到下一个场同步信号的上升沿，则计数值清零，若未接收到下一个场同步信号的上升沿，则计数值加1。当计数值达到预设数量时，确定计时时长达到预设时长。例如，预设数量为5，预设时长为场同步信号的5个周期，则当计数值达到5时，确定达到预设时长，可以确定连续未检测到5个场同步信号的上升沿，此时可以确定场同步信号丢失。预设时长的具体值可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。具体计时方法可以包括但不限于上述举例。

本实施例中，当两个DVP接口发送的场同步信号均丢失时，停止对每个DVP接口输入的原始图像数据的处理，将替代图像作为每个DVP接口分别对应的目标图像数据发送给显示设备。替代图像可以为灰度图像，向显示设备输入灰度图像可以避免显示设备冻屏。如图3所示，当DVP接口0和DVP接口1发送的场同步信号均丢失时，可以将替代图像作为DVP接口0和DVP接口1对应的目标图像数据，由视频处理管道0和视频处理管道1将分别通过视频输出接口向显示设备发送替代图像。显示设备可以显示替代图像，避免冻屏出现，同时通过替代图像可以提醒用户视频中断。

其中，在场同步信号丢失，发送替代图像之后，若检测到场同步信号出现，则继续执行步骤101至步骤104，继续对原始图像数据进行处理。

可选地，在步骤103之前，该方法还可以包括：

在第一数字视频接口发送的场同步信号丢失的情况下，将第二数字视频接口发送的数据作为第一数字视频接口发送的数据，以使处理器处理得到两路相同的目标图像数据，使显示设备通过两路相同的目标图像数据显示二维图像；第二数字视频接口为场同步信号未丢失的数字视频接口。

在一种实施例中，当内窥镜为3D内窥镜时，两个DVP接口中的一个DVP接口发送的场同步信号丢失时，可以将场同步信号未丢失的另一个DVP接口发送的数据作为场同步信号丢失的DVP接口发送的数据。如图4所示，图4是根据一示例性实施例提供的一种图像处理的流程示意图，结合图2和图3，噪声缓解模块0在检测到DVP接口0（DVP接口0为第一数字视频接口）输入的场同步信号丢失时，可以向APU发送第一状态信息，指示DVP接口0输入的场同步信号丢失。同时，噪声缓解模块1在检测到DVP接口1（DVP接口1为第二数字视频接口）输入的场同步信号未丢失时，可以向APU发送第二状态信息，指示DVP接口1输入的场同步信号未丢失。对应的，APU在接收到第一状态信息和第二状态信息之后，确定DVP接口0发送的场同步信号丢失，DVP接口1发送的场同步信号未丢失，可以向FPGA发送选择指令，使FPGA控制通道选择模块0选择DVP接口1输入的场同步信号、行同步信号、像素时钟信号和原始图像数据传递给噪声缓解模块0。此时，噪声缓解模块0和噪声缓解模块1可以分别将DVP接口1输入的上述数据传递给视频处理通道0和视频处理通道1，视频处理通道0和视频处理通道1可以同时对相同的原始图像数据进行图像信号处理，得到相同的目标图像数据0和目标图像数据1。由于，视频处理通道0和视频处理通道1处理的得到的目标图像数据相同，输入显示设备的是相同的两路图像数据，显示设备以3D模式显示时，显示效果为2D图像。状态信息和选择指令的具体形式可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。

其中，在使处理器处理一路原始图像数据之后，若两个DVP接口中的场同步信号均恢复正常，则重新对每个DVP接口输入的数据执行步骤101至步骤104。

在本发明实施例中，当3D内窥镜中部分DVP接口中的场同步信号丢失时，可以选择场同步信号未丢失的DVP接口输入的数据进行处理，可以使显示设备显示2D图像，从可以避免显示设备中断显示，提高图像显示的流畅性。

可选地，该方法还可以包括：

在目标图像数据中拟合预设位图，以通过显示设备显示预设位图；预设位图用于提醒用户数字视频接口异常。

在一种实施例中，当两个DVP接口中的一个或两个DVP接口中的场同步信号丢失之后，处理器可以在目标图像数据中拟合预设位图。结合上述举例，APU在确定DVP接口0和DVP接口1中的场同步信号均丢失，或者其中一个DVP接口中的场同步信号丢失之后，可以向视频管道通道0和视频管理通道1发送拟合指令。对应的，视频管理通道在接收到拟合指令之后，可以将预先存储的预设位图拟合到目标图像数据中，即当两个DVP接口中的场同步信号均丢失之后，在替代图像中拟合预设位图，当一个DVP接口中的场同步信号丢失之后，在两个相同的目标图像数据中均拟合预设位图。与此同时，当显示设备在显示目标图像数据的过程中，由于目标图像中拟合有预设位图，预设位图可以提醒用户当前的图像数据异常。

其中，处理器可以在一个DVP接口中的场同步信号丢失时，控制向目标图像数据中拟合第一预设位图，通过第一预设位图提醒用户只有一个DVP接口异常。在所有DVP接口中的场同步信号丢失时，控制向目标图像数据中拟合第二预设位图，通过第二预设位图提醒用户所有DVP接口异常，无法正常显示图像数据。图像拟合的具体方法可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。

可选地，该方法还可以包括：

在一个数字视频接口发送的场同步信号丢失的情况下，停止对场同步信号丢失的数字视频接口发送的原始图像数据的处理，使处理器通过另一个数字视频接口发送的原始图像数据处理得到一路目标图像数据；

向显示设备发送切换指令，使显示设备切换为二维显示模式，通过二维显示模式显示一路目标图像数据。

在一种实施例中，处理器在确定一个DVP接口中的场同步信号丢失之后，可以控制停止对场同步信号丢失的DVP接口发送的原始图数据的处理，通过对场同步信号未丢失的DVP接口输入的原始图像数据的处理，得到一路目标图像数据，并控制显示设备以2D模式显示一路目标图像数据。如图3所述，当APU确定DVP接口0中的场同步信号丢失之后，可以向FPGA发送控制指令，指示停止通道选择模块0、噪声缓解模块0和视频处理管道0。此时，通道选择模块1、噪声缓解模块1和视频处理管道1可以继续动作，对DVP接口1输入的原始图像数据进行处理，得到一路目标图像数据。同时，APU可以向显示设备发送模式切换指令，显示设备在接收到模式切换指令之后，切换为2D显示模式。显示设备在接收到一路目标图像数据之后，可以通过2D显示模式显示一路目标图像数据。

其中，在停止对场同步信号丢失的DVP接口输入的原始图像数据的处理，控制显示设备通过2D显示模式显示之后，若该DVP接口的场同步信号恢复，则继续对每个DVP接口输入的原始图像数据进行处理，并控制显示设备切换为3D显示模式显示。

在本发明实施例中，当两个DVP接口中的一个DVP接口中的场同步信号丢失之后，可以停止对场同步信号丢失的DVP接口传输的数据的处理，并通过对场同步信号未丢失的DVP接口传输的原始图像数据的处理得到目标图像数据，使显示设备可以继续以2D显示模式显示，可以避免图像中断，从而可以提高图像显示的流畅性。

在一种实施例中，噪声缓解模块可以采用有限状态机控制对DVP接口输入的数据进行处理。如图5所示，图5是根据一示例性实施例提供的一种状态转换示意图，状态机包括空闲状态、同步状态、行数据接收状态，行计数加1状态、行计数补1状态、发送替代图像状态。当内窥镜启动之后，噪声缓解处理模块处于空闲状态，启动对DVP接口输入的场同步信号的检测。若检测到场同步信号的上升沿，作为一帧图像数据的起始标志，状态机调跳入同步状态。在同步状态，启动对DVP接口输入的行同步信号的检测，若检测到行同步信号的上升沿，作为一行像素数据的起始标志，启动一行像素数据的接收，状态机跳入行数据接收状态，接收一行像素数据。在行数据接收状态，启动像素计数器对接收的像素数据进行计数（像素计数器的初始值为0），当计数值到达1920时，确定一行像素数据接收完成，状态机跳入行计数加1状态。同时，若行同步信号异常，则将行同步信号恢复至正常状态。

在行计数加1状态，启动行计数器进行计数（行计数器的初始值为0），计数值加1，当行计数器的计数值达到1080时，确定一帧图像数据接收完毕，状态机跳入同步状态，进行下一帧图像数据的接收。若计数值未达到1080，确定一帧图像数据未接收完整，此时若检测到行同步信号的上升沿，状态机跳入行数据接收状态，接收下一行像素数据，若未检测到行同步信号的上升沿，状态机跳入行计数补1状态，恢复行同步信号的上升沿后，状态机跳入行数据接收状态，接收下一行像素数据。

在同步状态，对该状态的持续时长进行计时，如果超过5个场同步信号的周期时长，则确定场同步信号丢失，状态机跳入发送替代图像状态。发送替代图像状态中，每发送一行像素数据，进入行计数加1状态，进行计数，当计数值达到1080行时，状态机跳入同步状态，接收下一帧图像数据。当计数值未达到1080行时，确定替代图像未发送完成，状态机跳入发送替代图像状态，继续发送替代图像。

综上所述，本发明实施例中，处理器接收镜头通过数字视频接口发送的原始图像数据，以及场同步信号和行同步信号，在场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将目标同步信号恢复至正常状态，基于正常状态的场同步信号和行同步信号，对原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据，向显示设备输出目标图像数据，使显示设备显示目标图像数据。当内窥镜所处环境中存在电气噪声时，处理器可以对DVP接口中异常的场同步信号和行同步信号进行恢复，基于正常状态的场同步信号和行同步信号对图像数据进行处理，可以解决由于场同步信号和行同步信号受电气噪声干扰，导致显示设备无法稳定显示的问题。

在先技术中，为了抑制电气噪声对场同步信号和行同步信号的干扰，通常的做法是增加电气噪声抑制或隔离装置，以减小电气噪声的强度，切断电气噪声的传播途径，达到消除电气噪声影响的目的。本实施例中，通过对异常的场同步信号和行同步信号的恢复，可以解决电气噪声对场同步信号和行同步信号的干扰问题，避免设置额外的电气噪声抑制或隔离装置。

图6是根据一示例性实施例提供的一种去噪声装置的结构示意图，如图6所示，去噪声装置600设置于内窥镜中的处理器，内窥镜中还包括镜头和显示设备，处理器与所述镜头通过数字视频接口连接，处理器与显示设备连接；装置600可以包括：接收模块601、恢复模块602、处理模块603和输出模块604。

接收模块601，用于接收镜头通过数字视频接口发送的原始图像数据，以及场同步信号和行同步信号；

恢复模块602，用于在场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将目标同步信号恢复至正常状态；目标同步信号包括场同步信号和行同步信号；

处理模块603，用于基于正常状态的场同步信号和行同步信号，对原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据；

输出模块604，用于向显示设备输出目标图像数据，使显示设备显示目标图像数据。

可选地，恢复模块602，具体用于在检测到场同步信号的触发沿之后的目标时间点，若未检测到行同步信号的触发沿，则恢复行同步信号的触发沿；目标时间点对应于行同步信号的触发沿；在行同步信号的触发沿出现后的第一周期时长内，若行同步信号偏离第一预期状态，则将行同步信号恢复至第一预期状态；第一周期时长为行同步信号的周期时长。

可选地，恢复模块602，具体用于在检测到场同步信号的触发沿之后的第二周期时长内，若场同步信号偏离第二预期状态，则将场同步信号恢复至第二预期状态；第二周期时长为场同步信号的周期时长。

可选地，镜头包括一个或两个摄像头，每个摄像头分别通过一个数字视频接口与处理器连接，用于向处理器发送一路原始图像数据；装置600还可以包括：

第一停止模块，用于在数字视频接口发送的场同步信号均丢失的情况下，停止对原始图像数据的处理，并将预先存储的替代图像作为每个摄像头分别对应的目标图像数据。

可选地，镜头包括两个摄像头，每个摄像头通过一个数字视频接口与处理器连接，用于向处理器发送一路原始图像数据；装置600还可以包括：

数据选择模块，用于在第一数字视频接口发送的场同步信号丢失的情况下，将第二数字视频接口发送的数据作为第一数字视频接口发送的数据，以使处理器处理得到两路相同的目标图像数据，使显示设备通过两路相同的目标图像数据显示二维图像；第二数字视频接口为场同步信号未丢失的数字视频接口。

可选地，镜头包括两个摄像头，每个摄像头通过一个数字视频接口与处理器连接，用于向处理器发送一路原始图像数据；装置600还可以包括：

第二停止模块，用于在一个数字视频接口发送的场同步信号丢失的情况下，停止对场同步信号丢失的数字视频接口发送的原始图像数据的处理，使处理器通过另一个数字视频接口发送的原始图像数据处理得到一路目标图像数据；

发送模块，用于向显示设备发送切换指令，使显示设备切换为二维显示模式，通过二维显示模式显示一路目标图像数据。

可选地，装置600还可以包括：

拟合模块，用于在所述目标图像数据中拟合预设位图，以通过所述显示设备显示所述预设位图；所述预设位图用于提醒用户所述数字视频接口异常。

可选地，处理器具体用于在计时时长达到预设时长的情况下，确定场同步信号丢失；计时时长从检测到场同步信号的触发沿时开始计时，预设时长大于或等于多个所述场同步信号的周期时长之和。

本实施例中，处理器接收镜头通过数字视频接口发送的原始图像数据，以及场同步信号和行同步信号，在场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将目标同步信号恢复至正常状态，基于正常状态的场同步信号和行同步信号，对原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据，向显示设备输出目标图像数据，使显示设备显示目标图像数据。当内窥镜所处环境中存在电气噪声时，处理器可以对DVP接口中异常的场同步信号和行同步信号进行恢复，基于正常状态的场同步信号和行同步信号对图像数据进行处理，可以解决由于场同步信号和行同步信号受电气噪声干扰，导致显示设备无法稳定显示的问题。

本申请实施例提供的去噪声装置能够实现图1的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种内窥镜，该内窥镜包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现上述去噪方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种手术机器人，所述手术机器人包括权利要求17所述的内窥镜。其相关实现原理可参阅上述去噪方法实施例的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述去噪方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的内窥镜中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述去噪方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端（可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (17)

1.一种去噪方法，其特征在于，应用于内窥镜中的处理器，所述内窥镜中还包括镜头和显示设备，所述处理器与所述镜头通过数字视频接口连接，所述处理器与所述显示设备连接；所述方法包括：

接收所述镜头通过所述数字视频接口发送的原始图像数据，以及场同步信号和行同步信号；

在所述场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将所述目标同步信号恢复至正常状态；所述目标同步信号包括所述场同步信号和所述行同步信号；

基于正常状态的所述场同步信号和所述行同步信号，对所述原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据；

向所述显示设备输出所述目标图像数据，使所述显示设备显示所述目标图像数据;

其中，所述在所述场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将所述目标同步信号恢复至正常状态，包括：

在检测到所述场同步信号的触发沿之后的目标时间点，若未检测到所述行同步信号的触发沿，则恢复所述行同步信号的触发沿；所述目标时间点对应于所述行同步信号的触发沿；

在所述行同步信号的触发沿出现后的第一周期时长内，若所述行同步信号偏离第一预期状态，则将所述行同步信号恢复至所述第一预期状态；所述第一周期时长为所述行同步信号的周期时长。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将所述目标同步信号恢复至正常状态，包括：

在检测到所述场同步信号的触发沿之后的第二周期时长内，若所述场同步信号偏离第二预期状态，则将所述场同步信号恢复至所述第二预期状态；所述第二周期时长为所述场同步信号的周期时长。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜头包括一个或两个摄像头，每个所述摄像头分别通过一个所述数字视频接口与所述处理器连接，用于向所述处理器发送一路所述原始图像数据；

在所述向所述显示设备输出所述目标图像数据之前，所述方法还包括：

在所述数字视频接口发送的场同步信号均丢失的情况下，停止对所述原始图像数据的处理，并将预先存储的替代图像作为每个所述摄像头分别对应的所述目标图像数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜头包括两个摄像头，每个所述摄像头通过一个所述数字视频接口与所述处理器连接，用于向所述处理器发送一路所述原始图像数据；

在所述基于正常状态的所述场同步信号和所述行同步信号，对所述原始图像数据进行处理，得到目标图像数据之前，所述方法还包括：

在第一数字视频接口发送的场同步信号丢失的情况下，将第二数字视频接口发送的数据作为所述第一数字视频接口发送的数据，以使所述处理器处理得到两路相同的目标图像数据，使所述显示设备通过所述两路相同的目标图像数据显示二维图像；所述第二数字视频接口为场同步信号未丢失的数字视频接口。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜头包括两个摄像头，每个所述摄像头通过一个所述数字视频接口与所述处理器连接，用于向所述处理器发送一路所述原始图像数据；所述方法还包括：

在一个所述数字视频接口发送的场同步信号丢失的情况下，停止对场同步信号丢失的数字视频接口发送的原始图像数据的处理，使所述处理器通过另一个所述数字视频接口发送的原始图像数据处理得到一路所述目标图像数据；

向所述显示设备发送切换指令，使所述显示设备切换为二维显示模式，通过所述二维显示模式显示一路所述目标图像数据。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在向所述显示设备输出所述目标图像数据之前，还包括：

在所述目标图像数据中拟合预设位图，以通过所述显示设备显示所述预设位图；所述预设位图用于提醒用户所述数字视频接口异常。

7.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，

所述处理器具体用于在计时时长达到预设时长的情况下，确定所述场同步信号丢失；所述计时时长从检测到所述场同步信号的触发沿时开始计时，所述预设时长大于或等于多个所述场同步信号的周期时长之和。

8.一种去噪装置，其特征在于，设置于内窥镜中的处理器，所述内窥镜中还包括镜头和显示设备，所述处理器与所述镜头通过数字视频接口连接，所述处理器与所述显示设备连接；所述装置包括：

接收模块，用于接收所述镜头通过所述数字视频接口发送的原始图像数据，以及场同步信号和行同步信号；

恢复模块，用于在所述场同步信号的周期内，若检测到目标同步信号异常，则将所述目标同步信号恢复至正常状态；所述目标同步信号包括所述场同步信号和所述行同步信号；

处理模块，用于基于正常状态的所述场同步信号和所述行同步信号，对所述原始图像数据进行图像信号处理，得到目标图像数据；

输出模块，用于向所述显示设备输出所述目标图像数据，使所述显示设备显示所述目标图像数据；

其中，所述恢复模块，具体用于在检测到所述场同步信号的触发沿之后的目标时间点，若未检测到所述行同步信号的触发沿，则恢复所述行同步信号的触发沿；所述目标时间点对应于所述行同步信号的触发沿；在所述行同步信号的触发沿出现后的第一周期时长内，若所述行同步信号偏离第一预期状态，则将所述行同步信号恢复至所述第一预期状态；所述第一周期时长为所述行同步信号的周期时长。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述恢复模块，具体用于在检测到所述场同步信号的触发沿之后的第二周期时长内，若所述场同步信号偏离第二预期状态，则将所述场同步信号恢复至所述第二预期状态；所述第二周期时长为所述场同步信号的周期时长。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述镜头包括一个或两个摄像头，每个所述摄像头分别通过一个所述数字视频接口与所述处理器连接，用于向所述处理器发送一路所述原始图像数据；所述装置还包括：

第一停止模块，用于在所述数字视频接口发送的场同步信号均丢失的情况下，停止对所述原始图像数据的处理，并将预先存储的替代图像作为每个所述摄像头分别对应的所述目标图像数据。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述镜头包括两个摄像头，每个所述摄像头通过一个所述数字视频接口与所述处理器连接，用于向所述处理器发送一路所述原始图像数据；所述装置还包括：

数据选择模块，用于在第一数字视频接口发送的场同步信号丢失的情况下，将第二数字视频接口发送的数据作为所述第一数字视频接口发送的数据，以使所述处理器处理得到两路相同的目标图像数据，使所述显示设备通过所述两路相同的目标图像数据显示二维图像；所述第二数字视频接口为场同步信号未丢失的数字视频接口。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述镜头包括两个摄像头，每个所述摄像头通过一个所述数字视频接口与所述处理器连接，用于向所述处理器发送一路所述原始图像数据；所述装置还包括：

第二停止模块，用于在一个所述数字视频接口发送的场同步信号丢失的情况下，停止对场同步信号丢失的数字视频接口发送的原始图像数据的处理，使所述处理器通过另一个所述数字视频接口发送的原始图像数据处理得到一路所述目标图像数据；

发送模块，用于向所述显示设备发送切换指令，使所述显示设备切换为二维显示模式，通过所述二维显示模式显示一路所述目标图像数据。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，还包括：

拟合模块，用于在所述目标图像数据中拟合预设位图，以通过所述显示设备显示所述预设位图；所述预设位图用于提醒用户所述数字视频接口异常。

14.根据权利要求10-12任一项所述的装置，其特征在于，

所述处理器具体用于在计时时长达到预设时长的情况下，确定所述场同步信号丢失；所述计时时长从检测到所述场同步信号的触发沿时开始计时，所述预设时长大于或等于多个所述场同步信号的周期时长之和。

15.一种内窥镜，其特征在于，所述内窥镜包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的去噪方法的步骤。

16.一种手术机器人，其特征在于，所述手术机器人包括权利要求15所述的内窥镜。

17.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的去噪方法的步骤。

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