CN219627773U - 一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，其包括用于接收图像处理器输出的视频信号，将视频信号进行倍频处理后转换为HDMI信号进行输出的信号带宽处理电路；信号带宽处理电路包括信号采样电路、信号处理电路以及信号输出电路，信号采样电路采用解串模块将线缆上传输过来的串行信号转换成并行信号，并通过解码后输出有效视频信号至信号处理电路，信号处理电路用于将有效视频信号进行高频强化，以提升有效视频信号的带宽，进而产生视频输出信号，信号输出电路用于接收视频输出信号，进行编码后经过串行模块转换成串行数据发送到线缆上传输。本实用新型在输尿管软镜图像处理器外接显示器时，无需配备显示适配器，成本低，通用性高。

Description

一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路

技术领域

本实用新型涉及医疗机械技术领域，具体涉及一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路。

背景技术

输尿管软镜是内窥镜的一种类型。其真正的发展起于近代，一般可将其发展阶段分为硬管式内窥镜、半可屈式内窥镜、纤维内窥镜、超声与电子内窥镜等阶段。内窥镜所使用的光源从最初原始光源发展到电执丝和小灯泡光源以及现代的纤维光学和冷光源。临床上根据内窥镜镜身能否改变方向进行分类，分为硬质镜和弹性软镜两种。硬质镜(rigidendoscope)为棱镜光学系统，其最大优点是成像清晰，可配多个工作通道，选取多个视角。弹性软镜(flexible endoscope)为光导纤维光学系统，其最大特点是镜头部分可被术者操纵而改变方向，扩大了应用的范围。

输尿管软镜的图像处理器带有HDMI扩展显示器接口，使用这个扩展口连接某些型号的医用显示器时，会出现图像画面断层的问题。

现有技术的解决方法是在图像处理器的HDMI扩展口外接一个显示适配器，这个适配器是和医用显示器配套使用的，不具备通用性，在使用不同品牌的医用显示器时，需要配备相应的显示适配器，这种方法成本高，通用性低。

实用新型内容

本实用新型提供的一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路及其系统，主要用于解决现有技术中输尿管软镜图像处理器外接显示器，需要配备显示适配器的问题，在输尿管软镜图像处理器外接显示器时，无需配备显示适配器。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，包括应用于图像处理器中的信号带宽处理电路，所述信号带宽处理电路用于接收所述图像处理器输出的视频信号，将所述视频信号进行倍频处理后转换为HDMI信号进行输出；

所述信号带宽处理电路包括信号采样电路、信号处理电路以及信号输出电路，所述信号采样电路用于接收所述图像处理器的3个TDMS通道数据，采用解串模块将线缆上传输过来的串行信号转换成并行信号，并通过FPGA内部逻辑进行解码后输出有效视频信号至所述信号处理电路，所述信号处理电路用于将接收到的有效视频信号进行高频强化，以提升有效视频信号的带宽，进而产生视频输出信号，所述信号输出电路用于接收所述视频输出信号，并通过FPGA内部逻辑将所述视频输出信号进行编码后，经过串行模块转换成串行数据发送到线缆上传输。

进一步的方案是，所述信号采样电路包括解串模块、解码模块以及视频接收模块，所述解串模块用于将线缆上传输过来的串行信号转换成并行信号，所述解码模块用于将所述并行信号经过8B/10B解码还原成所述有效视频信号，并输出至所述视频接收模块。

更进一步的方案是，所述有效视频信号包括8B/10B解码后的视频信号R分量、视频信号G分量、视频信号B分量、视频信号水平控制信号以及视频信号垂直控制信号。

更进一步的方案是，所述信号输出电路包括视频驱动模块、编码模块以及串行模块，所述视频驱动模块用于接收所述视频输出信号，所述编码模块用于将所述视频输出信号进行8B/10B编码成10位并行的数据序列信号，所述串行模块用于将所述数据序列信号转换成串行数据发送到线缆上传输。

更进一步的方案是，所述视频输出信号包括高频强化后的视频信号R分量、视频信号G分量、视频信号B分量、视频信号水平控制信号以及视频信号垂直控制信号。

更进一步的方案是，所述信号处理电路还用于接收控制模块发送的控制信号，所述信号处理电路包括插值滤波器以及频率调制器，所述插值滤波器用于将接收到的有效视频信号进行插值滤波，所述频率调制器用于将插值滤波后的信号进行频率调制，将频率调制好的信号送入所述信号输出电路。

更进一步的方案是，所述信号处理电路还包括寄存器、时钟管理模块，在接收到所述控制模块的控制信号后，所述寄存器用于存储相关信号和指令，并指示所述插值滤波器与频率调制器工作在指定模式中，所述时钟管理模块将外部的低速时钟倍频至高速时钟，所述高速时钟为插值滤波器、频率调制器提供工作时钟并完成对所述有效视频信号的插值、频率调制，进而产生所述视频输出信号。

更进一步的方案是，所述信号处理电路还包括运算放大电路以及滤波电路，所述运算放大电路用于对频率调制好的信号进行差分信号的放大，并经过所述滤波电路完成对信号的输出。

更进一步的方案是，所述控制模块为FPGA芯片。

由此可见，本实用新型在输尿管软镜图像处理器内部增加一个信号带宽处理电路，该电路对图像处理电路输出的视频信号进行提高带宽处理，可大大提高输尿管软镜图像处理器对外接医用显示器的兼容性，外接医用显示器无需配备特定的显示适配器，有利于输尿管软镜产品的推广。

进一步的，本实用新型对视频信号进行插值，调制，滤波等处理，可以稳定地保证最后信号幅度的输出。

进一步的，本实用新型占用较少的FPGA内部资源，降低了设计难度和成本。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路实施例的原理图。

图2是本实用新型一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路实施例中信号采样电路的原理图。

图3是本实用新型一种电子内窥镜与图像处理电路的电气隔离系统实施例中信号处理电路的原理图。

图4是本实用新型一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路实施例中信号输出电路的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路实施例

参见图1，本实用新型所涉及的一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，包括应用于图像处理器100的图像处理电路1中的信号带宽处理电路2，信号带宽处理电路2于接收图像处理器100输出的视频信号，将视频信号进行倍频处理后转换为HDMI信号进行输出。可见，本实用新型提供了一种提高输尿管软镜图像处理器100输出信号带宽的电路，即在输尿管软镜图像处理器100内部增加有信号带宽处理电路2，该电路对图像处理电路1输出的视频信号进行提高带宽处理。

在本实施例中，信号带宽处理电路2包括信号采样电路10、信号处理电路20以及信号输出电路30，信号采样电路10用于接收图像处理器100的3个TDMS通道数据，采用解串模块11将线缆上传输过来的串行信号转换成并行信号，并通过FPGA内部逻辑进行解码后输出有效视频信号至信号处理电路20，信号处理电路20用于将接收到的有效视频信号进行高频强化，以提升有效视频信号的带宽，进而产生视频输出信号，信号输出电路30用于接收视频输出信号，并通过FPGA内部逻辑将视频输出信号进行编码后，经过串行模块33转换成串行数据发送到线缆上传输。可见，由图像处理器100内部的图像处理电路1输出视频信号，首先对该视频信号进行数字采样，再进行倍频处理，把信号帧率由30fps提高到60fps，最后转化成HDMI信号进行输出。这样，图像处理器100输出的HDMI信号，可直接通过线缆连接医用显示器，无需接显示适配器。

在本实施例中，如图2所示，信号采样电路10包括解串模块11、解码模块12以及视频接收模块13，解串模块11用于将线缆上传输过来的串行信号转换成并行信号，解码模块12用于将并行信号经过8B/10B解码还原成有效视频信号，并输出至视频接收模块13。

其中，有效视频信号包括8B/10B解码后的视频信号R分量、视频信号G分量、视频信号B分量、视频信号水平控制信号以及视频信号垂直控制信号。

因此，采用FPGA的SERDES接口接收HDMI的3个TDMS通道数据，SERDES接口的解串模块11把线缆上传输过来的串行信号转换成并行信号，目的是为了降低数据处理模块的频率。并行信号再经过解码模块12进行8B/10B解码，还原成有用的图像信号，再传送至视频接收模块13进行后面的处理。

在本实施例中，如图4所示，信号输出电路30包括视频驱动模块31、编码模块32以及串行模块33，视频驱动模块31用于接收视频输出信号，编码模块32用于将视频输出信号进行8B/10B编码成10位并行的数据序列信号，串行模块33用于将数据序列信号转换成串行数据发送到线缆上传输。

其中，视频输出信号包括高频强化后的视频信号R分量、视频信号G分量、视频信号B分量、视频信号水平控制信号以及视频信号垂直控制信号。

具体的，视频驱动模块31输出R/G/B视频信号分量和水平/垂直控制信号，通过FPGA内部逻辑进行8B/10B编码，编码成10位并行的数据序列，再通过FPGA的SERDES接口的串行模块33转换成串行数据发送到线缆上传输，如串行模块33把并行的视频信号转换成串行的SERDES信号。

在本实施例中，信号处理电路20还用于接收控制模块发送的控制信号，信号处理电路20包括插值滤波器以及频率调制器，插值滤波器用于将接收到的有效视频信号进行插值滤波，频率调制器用于将插值滤波后的信号进行频率调制，将频率调制好的信号送入信号输出电路30。可见，应用信号处理模块对输入的视频信号进行自适应处理，10～60fps范围内的信号都可以识别解码，然后进行插值处理后，统一按60fps的帧率输出，如图3所示。

在FPGA内部设计一个N倍插值滤波器，该插值滤波器根据FPGA产生的波形数据的采样率，可以选择一个最佳的插值点数。

在本实施例中，信号处理电路20还包括寄存器、时钟管理模块，在接收到控制模块的控制信号后，寄存器用于存储相关信号和指令，并指示插值滤波器与频率调制器工作在指定模式中，时钟管理模块将外部的低速时钟倍频至高速时钟，高速时钟为插值滤波器、频率调制器提供工作时钟并完成对有效视频信号的插值、频率调制，进而产生视频输出信号。

在本实施例中，信号处理电路20还包括运算放大电路以及滤波电路，运算放大电路用于对频率调制好的信号进行差分信号的放大，并经过滤波电路完成对信号的输出。

在本实施例中，控制模块为FPGA芯片。可见，控制的核心器件由FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编辑门阵列)组成。

由此可见，本实用新型在输尿管软镜图像处理器100内部增加一个信号带宽处理电路2，该电路对图像处理电路1输出的视频信号进行提高带宽处理，可大大提高输尿管软镜图像处理器100对外接医用显示器的兼容性，外接医用显示器无需配备特定的显示适配器，有利于输尿管软镜产品的推广。

进一步的，对视频信号进行插值，调制，滤波等处理，可以稳定地保证最后信号幅度的输出。

进一步的，本实用新型占用较少的FPGA内部资源，降低了设计难度和成本。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，其特征在于，包括：

应用于图像处理器中的信号带宽处理电路，所述信号带宽处理电路用于接收所述图像处理器输出的视频信号，将所述视频信号进行倍频处理后转换为HDMI信号进行输出；

所述信号带宽处理电路包括信号采样电路、信号处理电路以及信号输出电路，所述信号采样电路用于接收所述图像处理器的3个TDMS通道数据，采用解串模块将线缆上传输过来的串行信号转换成并行信号，并通过FPGA内部逻辑进行解码后输出有效视频信号至所述信号处理电路，所述信号处理电路用于将接收到的有效视频信号进行高频强化，以提升有效视频信号的带宽，进而产生视频输出信号，所述信号输出电路用于接收所述视频输出信号，并通过FPGA内部逻辑将所述视频输出信号进行编码后，经过串行模块转换成串行数据发送到线缆上传输。

2.根据权利要求1所述的可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，其特征在于：

所述信号采样电路包括解串模块、解码模块以及视频接收模块，所述解串模块用于将线缆上传输过来的串行信号转换成并行信号，所述解码模块用于将所述并行信号经过8B/10B解码还原成所述有效视频信号，并输出至所述视频接收模块。

3.根据权利要求2所述的可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，其特征在于：

所述有效视频信号包括8B/10B解码后的视频信号R分量、视频信号G分量、视频信号B分量、视频信号水平控制信号以及视频信号垂直控制信号。

4.根据权利要求3所述的可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，其特征在于：

所述信号输出电路包括视频驱动模块、编码模块以及串行模块，所述视频驱动模块用于接收所述视频输出信号，所述编码模块用于将所述视频输出信号进行8B/10B编码成10位并行的数据序列信号，所述串行模块用于将所述数据序列信号转换成串行数据发送到线缆上传输。

5.根据权利要求4所述的可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，其特征在于：

所述视频输出信号包括高频强化后的视频信号R分量、视频信号G分量、视频信号B分量、视频信号水平控制信号以及视频信号垂直控制信号。

6.根据权利要求1所述的可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，其特征在于：

所述信号处理电路还用于接收控制模块发送的控制信号，所述信号处理电路包括插值滤波器以及频率调制器，所述插值滤波器用于将接收到的有效视频信号进行插值滤波，所述频率调制器用于将插值滤波后的信号进行频率调制，将频率调制好的信号送入所述信号输出电路。

7.根据权利要求6所述的可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，其特征在于：

所述信号处理电路还包括寄存器、时钟管理模块，在接收到所述控制模块的控制信号后，所述寄存器用于存储相关信号和指令，并指示所述插值滤波器与频率调制器工作在指定模式中，所述时钟管理模块将外部的低速时钟倍频至高速时钟，所述高速时钟为插值滤波器、频率调制器提供工作时钟并完成对所述有效视频信号的插值、频率调制，进而产生所述视频输出信号。

8.根据权利要求7所述的可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，其特征在于：

所述信号处理电路还包括运算放大电路以及滤波电路，所述运算放大电路用于对频率调制好的信号进行差分信号的放大，并经过所述滤波电路完成对信号的输出。

9.根据权利要求7所述的可以提高图像处理器输出信号带宽的电路，其特征在于：

所述控制模块为FPGA芯片。