DE102018107012A1

DE102018107012A1 - Initialisierungsverfahren und bildübertragendes System

Info

Publication number: DE102018107012A1
Application number: DE102018107012.8A
Authority: DE
Inventors: Alexander Köhler
Original assignee: Schoelly Fiberoptic GmbH
Current assignee: Schoelly Fiberoptic GmbH
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2038-03-24
Also published as: US20190297229A1; US10645257B2; DE102018107012B4; CN110300281B; CN110300281A

Abstract

Die Erfindung betrifft also ein Initialisierungsverfahren zur Initialisierung einer Übertragung eines Aufnahme-Bilddatenstroms (21) von einem Bildsensor (4) einer Bildaufnahmevorrichtung 3 an eine Anzeigeeinheit (20), wobei zunächst ein Anzeige-Bilddatenstrom (22) in Form eines Testbildes von einer Bildverarbeitungsvorrichtung (2) an die Anzeigeeinheit (20) übertragen wird und ein Aufnahme-Bilddatenstrom (21) von einer Bildaufnahmevorrichtung (3) an die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) übertragen wird, wobei vor einem Umschalten einer Wiedergabe an der Anzeigeeinheit (20) auf den Aufnahme-Bilddatenstrom (21) ein Korrekturwert (26) zu einer Phasenverschiebung zwischen dem Anzeige-Bilddaten-strom (22) und dem Aufnahme-Bilddatenstrom (21) berechnet wird und zur Bildaufnahmevorrichtung (3) übertragen wird, und dass der Aufnahme-Bilddatenstrom (21) um den Korrekturwert (26) phasenverschoben wird, wobei anschließend der Anzeige-Bilddatenstrom (22) auf den Aufnahme-Bilddatenstrom (21) umgeschaltet und das mittels des Bildsensors (4) aufgenommene Bild oder die Folge von Bildern mit der Anzeigeeinheit (20) wiedergegeben wird

Description

Die Erfindung betrifft ein Initialisierungsverfahren zur Initialisierung einer Übertragung eines Aufnahme-Bilddatenstroms von einem Bildsensor einer Bildaufnahmevorrichtung an eine Anzeigeeinheit, wobei zunächst ein Anzeige-Bilddatenstrom von einer Bildverarbeitungsvorrichtung an die Anzeigeeinheit übertragen wird und ein Aufnahme-Bilddatenstrom von der Bildaufnahmevorrichtung an die Bildverarbeitungsvorrichtung übertragen wird, wobei anschließend der Anzeige-Bilddatenstrom auf den Aufnahme-Bilddatenstrom umgeschaltet und das mittels des Bildsensors aufgenommene Bild oder die Folge von Bildern mit der Anzeigeeinheit wiedergegeben wird. Vorzugsweise handelt es sich bei der Bildaufnahmevorrichtung um ein elektronisches Endoskop mit einem integriertem Bildsensor. Weiter bevorzugt handelt es sich bei der Bildaufnahmevorrichtung um einen Kamerakopf, an welchem ein Endoskop und/oder eine Sonde anschließbar oder angeschlossenen ist/sind.
Die Erfindung betrifft zudem ein bildübertragendes System mit einer Bildverarbeitungsvorrichtung und mit wenigstens einer Bildaufnahmevorrichtung mit einem Bildsensor. Das bildübertragende System kann insbesondere als ein Endoskopiesystem ausgestaltet sein.
Derartige Initialisierungsverfahren sind bekannt und werden dazu verwendet, um den auf einer Anzeigeeinheit angezeigten Anzeige-Bilddatenstrom, welcher beispielsweise ein Testbild und/oder ein Startbild darstellen kann, auf einen Aufnahme-Bilddatenstrom, der ein Bild oder eine Folge von Bildern einer mit dem Bildsensor aufgenommenen Szene (also ein Livebild) darstellen kann, umzuschalten. Die dabei verwendeten bildübertragenden Systeme weisen eine Bildverarbeitungsvorrichtung auf, die mit einer Bildaufnahmevorrichtung trennbar verbunden ist. Somit kann es vorkommen, dass bei einem Anschließen der Bildaufnahmevorrichtung an die Bildverarbeitungsvorrichtung eine Phasenverschiebung zwischen dem Anzeige-Bilddatenstrom und dem Aufnahme-Bilddatenstrom entsteht. Die Bildaufnahmevorrichtung wird in der Regel erst beim Anschließen mit Strom versorgt und/oder angeschaltet. Die daraus resultierende Phasenverschiebung kann jedoch dazu führen, dass die Anzeigeeinheit beim Umschalten vom Anzeige-Bilddatenstrom auf den Aufnahme-Bilddatenstrom aufgrund eines fehlenden Signals über eine zu lange Phase hinweg in einen Suchlauf geht und/oder sich sogar abschaltet. Dies ist jedoch nicht wünschenswert.
Zur Vermeidung dieses Abschaltens und/oder der Initiierung eines Suchlaufs einer Bilddatenquelle ist vorgeschlagen worden, zwischen dem Bildsensor und der Anzeigeeinheit einen Datenpuffer einzurichten, der einen solchen Phasenversatz ausgleicht. Dieser Datenpuffer kann hierbei ein Ringspeicher sein, in dem der Aufnahme-Bilddatenstrom permanent eingelesen und aus dem der zur Anzeigeeinheit weiterzuleitende Anzeige-Bilddatenstrom permanent ausgelesen wird, wobei die Phasenverschiebung zwischen den beiden Bilddatenströmen entsprechend angepasst werden kann. Die Verwendung eines Datenpuffers hat jedoch den Nachteil, dass es zu einer Zeitverzögerung in der Aufnahme-Bilddatenstromübertragung zur Anzeigeeinheit kommt. Diese Zeitverzögerung ist umso größer, je größer die Phasenverschiebung zwischen dem Anzeige-Bilddatenstrom und dem Aufnahme-Bilddatenstrom ist. Somit kann es zu einem Überschreiten einer tolerierbaren und/oder zulässigen Zeitverzögerung kommen. Besonders kritisch kann eine solche Zeitverzögerung in Situationen während eines medizinischen Eingriffs sein, wenn beispielsweise eine endoskopische Operation oder eine Untersuchung eines Hohlraums bei einem Patienten durch einen Anwender vorgenommen wird.
Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gesetzt, das Problem der Phasenverschiebung zwischen dem Anzeige-Bilddatenstrom und dem Aufnahme-Bilddatenstrom auszuräumen.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Initialisierungsverfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen nach Anspruch 1 bereitgestellt. Insbesondere wird erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe ein Initialisierungsverfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, wobei vor dem Umschalten ein Korrekturwert zu einer Phasenverschiebung zwischen dem Anzeige-Bilddatenstrom und dem Aufnahme-Bilddatenstrom berechnet wird und zur Bildaufnahmevorrichtung übertragen wird, und wobei der Aufnahme-Bilddatenstrom vor dem Umschalten um den Korrekturwert phasenverschoben wird. Auf diese Weise ist eine Anpassung der beiden oben genannten Bilddatenströme möglich, was dazu führt, dass die Anzeigeeinheit nicht in den Suchlauf wechselt und eine Zeitverzögerung bei der Darstellung des durch den Bildsensor aufgenommenen Aufnahme-Bilddatenstroms an der Anzeigeeinheit verhindert oder möglichst gering gehalten werden kann. Dem Anwender kann somit nahezu in Echtzeit eine mittels der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommene Szene an der Anzeigeeinheit wiedergegeben werden. Zumindest ist die damit zu erreichende Zeitverzögerung so gering, dass der Anwender diese kaum oder nicht wahrnimmt.
Nachfolgend werden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben, welche einzeln oder in beliebiger Kombination mit den Merkmalen nach Anspruch 1 kombinierbar sind.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein,

- dass von der Bildaufnahmevorrichtung ein durch die Bildaufnahmevorrichtung erzeugtes Aufnahme-Synchronsignal an eine Bildverarbeitungsvorrichtung übermittelt wird,
- dass in der Bildverarbeitungsvorrichtung ein Vergleich einer Phasenlage zwischen dem Aufnahme-Synchronsignal und einem davon unabhängig in der Bildverarbeitungsvorrichtung erzeugten Anzeige-Synchronsignal vorgenommen und daraus ein Phasenverschiebungswert bestimmt wird,
- dass aus dem Phasenverschiebungswert ein Korrekturwert durch die Bildverarbeitungsvorrichtung erzeugt und an die Bildaufnahmevorrichtung übermittelt wird,
- dass durch eine Verarbeitung des Korrekturwerts in der Bildaufnahmevorrichtung ein korrigiertes Aufnahme-Synchronsignal erzeugt und/oder an den Bildsensor gesendet wird.

Durch die Einbeziehung eines Aufnahme-Synchronsignals und eines Anzeige-Synchronsignals ist eine besonders einfache Vergleichsmöglichkeit der Phasenlagen der Bilddatenströme möglich. Synchronsignale sind in der Nachrichtentechnik bekannt und werden in der Regel zur Synchronisierung von zwei oder mehr Vorgängen verwendet. Das Aufnahme-Synchronsignal kann auch im Aufnahme-Bilddatenstrom enthalten sein. Es kann jedoch auch ein vom Aufnahme-Bilddatenstrom separates Signal sein. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass nach Durchführung des Initialisierungsverfahrens der Phasenverschiebungswert zwischen dem korrigierten Aufnahme-Synchronsignal und dem Anzeige-Synchronsignal geringer ist als vorher, also geringer als der nicht korrigierte Phasenverschiebungswert. Vorzugsweise kann nach der Durchführung des Initialisierungsverfahrens der Phasenverschiebungswert zwischen dem korrigierten Aufnahme-Synchronsignal und dem Anzeige-Synchronsignal nahezu null oder null sein. Somit ist eine besonders genaue und dennoch mit der Übertragung von geringen Datenmengen verbundene Anpassung der Bilddatenströme möglich.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Anpassung einer Phasenlage der Bilddatenströme vorgenommen werden, wenn der Phasenverschiebungswert +/- 1 Grad, insbesondere wenigstens +/- 45 Grad, insbesondere wenigstens +/- 90 Grad insbesondere wenigstens +/- 180, insbesondere wenigstens +/- 270 Grad beträgt. Alternativ oder ergänzend kann es vorgesehen sein, dass der Korrekturwert identisch mit dem Phasenverschiebungswert ist und/oder dass der Korrekturwert kleiner als der Phasenverschiebungswert ist. Vorzugsweise können die Verfahrensschritte des Initialisierungsverfahrens mehrfach durchgeführt werden, insbesondere so dass eine Anpassung zwischen dem korrigierten Aufnahme-Synchronsignal und dem Anzeige-Synchronsignal iterativ erfolgt. Weiter bevorzugt kann es sein, dass der Phasenverschiebungswert und/oder der Korrekturwert in eine Zeiteinheit umgerechnet wird/werden, welche vorzugsweise einer Zeitverzögerung entspricht. Es kann vorgesehen sein, dass der Phasenverschiebungswert Δφ = φ_{Bildaufnahmevorrichtung} (t) - φ_{Bildverarbeitungsvorrichtung} (t) ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann ein oder das bereits zuvor genannte Aufnahme-Synchronsignal zusammen mit dem mittels eines Bildsensors aufgenommenen Aufnahme-Bilddatenstrom von der Bildaufnahmevorrichtung an die Bildverarbeitungsvorrichtung übermittelt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Aufnahme-Synchronsignal unabhängig vom Aufnahme-Bilddatenstrom, insbesondere über eine andere Datenübertragungsleitung als zur Übermittlung des Aufnahme-Bilddatenstroms, von der Bildaufnahmevorrichtung an die Bildverarbeitungsvorrichtung übermittelt werden. Diese unabhängige Datenübertragungsleitung, welche vorzugsweise eine Kommunikationsleitung ist, kann alternativ oder ergänzend zur Übertragung des Phasenverschiebungswertes und/oder des Korrekturwertes eingerichtet sein.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn es sich bei einem oder dem zuvor bereits genannten Aufnahme-Synchronsignal und/oder bei einem oder dem zuvor bereits genannten Anzeige-Synchronsignal jeweils um ein V-SYNC-Signal und/oder um ein H-SYNC-Signal und/oder um ein Masterclock-Signal und/oder um ein Pixelclock-Signal handelt. Das V-SYNC-Signal kann einen Start einer ersten Zeile eines Bildes in der vertikalen Richtung determinieren. Das H-SYNC-Signal kann einen Start einer ersten Zeile eines Bildes in der horizontalen Richtung determinieren. Ein Masterclock-Signal kann sich auf ein durch einen Taktgeber abgegebenes Taktsignal beziehen.
Bei einer Ausgestaltung des Initialisierungsverfahrens kann das Aufnahme-Synchronsignal, insbesondere das korrigierte Aufnahme-Synchronsignal, zur zeitgesteuerten Übermittlung des Aufnahme-Bilddatenstroms vom Bildsensor und/oder von der Bildaufnahmevorrichtung an die Bildverarbeitungsvorrichtung und/oder an die Anzeigeeinheit verwendet werden.
Alternativ oder ergänzend kann das Anzeige-Synchronsignal zur zeitgesteuerten Übermittlung des Anzeige-Bilddatenstroms und/oder des Aufnahme-Bilddatenstroms durch die Bildverarbeitungsvorrichtung an die Anzeigeeinheit verwendet werden.
Vorzugsweise muss eine Übertragung des Anzeige-Bilddatenstroms von der Bildverarbeitungsvorrichtung an die Anzeigeeinheit während der Durchführung des Initialisierungsverfahrens nicht unterbrochen werden. Somit kann die Periodizität des Anzeige-Bilddatenstroms während des Initialisierungsverfahrens unverändert bleiben.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Initialisierungsverfahrens kann das Aufnahme-Synchronsignal aus einem durch einen Bildaufnahme-Taktgeber erzeugten Bildaufnahme-Taktsignal abgeleitet werden. Insbesondere kann dies derart durchgeführt werden, dass das Aufnahme-Synchronsignal zumindest einen nach Ablauf einer Zeitspanne periodisch wiederkehrenden Synchronimpuls aufweist, welcher sich vorzugsweise nach einer festgelegten oder festlegbaren Zahl von Einzelimpulsen wiederholt. Vorzugsweise kann der Synchronimpuls den Beginn einer Bildzeile und/oder einen Bildanfang eines von der Bildaufnahmevorrichtung erzeugten Bildes und/oder einen beliebigen, insbesondere in jedem Bild gleichen, ersten Pixel eines Bildes determinieren.
Alternativ oder ergänzend kann das Bildanzeige-Synchronsignal aus einem durch einen Bildverarbeitungs-Taktgeber erzeugten Bildverarbeitungs-Taktsignal abgeleitet werden. Insbesondere kann dies derart durchgeführt werden, dass das Anzeige-Synchronsignal zumindest einen nach Ablauf einer Zeitspanne periodisch wiederkehrenden Synchronimpuls aufweist, welcher sich vorzugsweise nach einer festgelegten oder festlegbaren Zahl von Einzelimpulsen wiederholt. Vorzugsweise kann der Synchronimpuls den Beginn einer Bildzeile und/oder einen Bildanfang eines von der Bildverarbeitungsvorrichtung erzeugten Bildes und/oder einen beliebigen, insbesondere in jedem Bild gleichen, ersten Pixel eines Bildes determinieren.
Es ist also möglich, dass die Bildaufnahmevorrichtung und die Bildverarbeitungsvorrichtung jeweils einen eigenen Taktgeber aufweisen. Die beiden Taktgeber können die gleiche oder eine unterschiedliche Frequenz haben. Die Anpassung und/oder eine Synchronisation des Aufnahme-Bilddatenstroms und des Anzeige-Bilddatenstroms kann erfolgen, obwohl die Taktsignale der Taktgeber unverändert bleiben können. Bei vorbekannten Verfahren wurde vorgeschlagen, durch eine Veränderung zumindest eines der Taktsignale eine Anpassung der Periodizitäten zu erreichen. Diese Lösung ist allerdings deutlich aufwendiger und erfordert eine spannungsgesteuerte Änderung der Frequenz von zumindest einem der Taktgeber bis eine annähernde Phasengleichheit erreicht ist.
Vorzugsweise können die beiden Synchronimpulse nach Durchführung des Initialisierungsverfahrens zeitgleich oder nahezu zeitgleich stattfinden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann in der Bildverarbeitungsvorrichtung ein Phasenverschiebungsschwellenwert hinterlegt werden, wobei bei einem Überschreiten des Phasenverschiebungsschwellenwertes durch den Phasenverschiebungswert ein korrigiertes Aufnahme-Synchronsignal erzeugt wird. Dies hat den Vorteil, dass das Initialisierungsverfahren beendet werden kann, wenn nur eine geringe Zeitverzögerung vorliegt, die keine, insbesondere weitere, Anpassung erfordert. Alternativ oder ergänzend kann also bei einem Unterschreiten des Phasenverschiebungsschwellenwertes durch den Phasenverschiebungswert das Initialisierungsverfahren beendet werden. Vorzugsweise kann das Initialisierungsverfahren beendet werden, wenn eine aus der Phasenverschiebung resultierende Zeitverzögerung 80 Millisekunden oder weniger, weiter bevorzugt 50 Millisekunden oder weniger, weiter bevorzugt 25 Millisekunden oder weniger, weiter bevorzugt 10 Millisekunden, weiter bevorzugt 1 Millisekunde oder weniger, beträgt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Initialisierungsverfahrens kann in der Bildaufnahmevorrichtung und in der Bildverarbeitungsvorrichtung jeweils ein Zähler, welcher zur Erzeugung der Synchronsignale eingerichtet ist, jeweils in Abhängigkeit eines oder des durch einen oder den Taktgeber erzeugten Taktsignals verändert werden. Der Zähler kann dabei insbesondere in Abhängigkeit eines Phasenwinkels verändert werden, insbesondere heruntergezählt werden, wobei zur Anpassung der Synchronsignale der Zähler der Bildaufnahmevorrichtung überschrieben wird, insbesondere mit dem Wert des Zählers der Bildverarbeitungsvorrichtung überschrieben wird.
Alternativ oder ergänzend kann ein durch einen oder den bereits zuvor genannten Bildverarbeitungs-Taktgeber erzeugtes Bildanzeige-Taktsignal und ein durch einen oder den Bildaufnahme-Taktgeber erzeugtes Bildaufnahme-Taktsignal während des Initialisierungsverfahrens unverändert bleiben. Dies hat den Vorteil, dass keine aufwendige Neukalibrierung und/oder Taktveränderung der Taktgeber erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft weiter ein bildübertragendes System, das insbesondere als ein Endoskopiesystem ausgestaltet sein kann, mit einer Bildverarbeitungsvorrichtung und mit wenigstens einer Bildaufnahmevorrichtung mit einem Bildsensor mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs. Insbesondere wird hierbei zur Lösung der oben genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass das bildübertragende System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Initialisierungsverfahrens, wie es hierin beschrieben und beansprucht ist, eingerichtet ist. Insofern gelten die zuvor in Bezug auf das Initialisierungsverfahren genannten Vorteile in gleicher Weise für das bildübertragende System.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen des bildübertragenden Systems beschrieben, die allein oder in Kombination mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs kombinierbar sind.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann das bildübertragende System wenigstens zwei Bildaufnahmevorrichtungen aufweisen. Insbesondere können die Bildaufnahmevorrichtungen als wenigstens zwei an ein Endoskop und/oder an eine Sonde angeschlossene Kameraköpfe oder als zwei elektronische Endoskope ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend können auch ein Kamerakopf und ein elektronische Endoskop gemeinsam in Betrieb genommen werden. Das bildübertragende System kann dazu eingerichtet sein, das erfindungsgemäße Initialisierungsverfahren, wie es hierin beschrieben und beansprucht ist, für jede der wenigstens zwei Bildaufnahmevorrichtungen, insbesondere gleichzeitig, durchzuführen. Vorzugsweise kann das bildübertragende System so eingerichtet sein, dass nach einer Durchführung des erfindungsgemäßen Initialisierungsverfahrens die Aufnahme-Bilddatenströme der beiden Bildaufnahmevorrichtungen jeweils an den Anzeige-Bilddatenstrom der Bildverarbeitungsvorrichtung, insbesondere in ihrer Phasenlage, angepasst sind und/oder dass wenigstens zwei Aufnahme-Synchronsignale, insbesondere in ihrer Phasenlage, an das Anzeige-Synchronsignal angepasst sind.
Bei einer Ausgestaltung des bildübertragenden Systems kann die Bildaufnahmevorrichtung und die Bildverarbeitungsvorrichtung jeweils einen Taktgeber, vorzugsweise jeweils einen als ein Schwingquarz ausgebildeten Taktgeber, zur Erzeugung eines Taktsignals aufweisen. Ein Taktsignal kann aus nacheinander auftretenden, regelmäßig einsetzenden Einzelimpulsen aufgebaut sein.
Alternativ oder ergänzend kann die Bildaufnahmevorrichtung und die Bildverarbeitungsvorrichtung jeweils eine, vorzugsweise als Field Programmable Gate Array ausgestaltete, Kontrolleinheit aufweisen. Vorzugsweise wobei eine Bildaufnahme-Kontrolleinheit ein Bildaufnahme-Taktsignal vom Bildaufnahme-Taktgeber erhält und daraus ein Aufnahme-Synchronsignal erzeugt.
Gemäßer einer Weiterbildung kann eine Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit ein Bildanzeige-Taktsignal vom Bildverarbeitungs-Taktgeber erhalten und daraus ein Anzeige-Synchronsignal erzeugen. Alternativ oder ergänzend dazu kann die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit dazu eingerichtet sein, einen Vergleich einer Phasenlage zwischen einem Aufnahme-Synchronsignal und einem Anzeige-Synchronsignal durchzuführen und daraus einen Phasenverschiebungswert zu bestimmen, wobei die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit dazu eingerichtet ist, aus dem Phasenverschiebungswert einen Korrekturwert zu erzeugen und an die Bildaufnahme-Kontrolleinheit zu übermitteln, wobei die Bildaufnahme-Kontrolleinheit dazu eingerichtet ist, daraus ein korrigiertes Aufnahme-Synchronsignal zu erzeugen und an den Bildsensor zu übermitteln. Dies ermöglicht, dass der Bildsensor zukünftig synchron oder annähernd synchron mit dem Anzeige-Bilddatenstrom seinen Aufnahme-Bilddatenstrom übermittelt, insbesondere nachdem die Anzeigeeinheit auf den Aufnahme-Bilddatenstrom umgeschaltet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Bildaufnahmevorrichtung als eine Endoskopieeinrichtung mit einem Kamerakopf und einem mit dem Kamerakopf, insbesondere trennbar, verbundenen Endoskop und/oder einer mit dem Kamerakopf, insbesondere trennbar, verbundenen Sonde ausgestaltet sein. Bevorzugt kann dabei sein, dass das Endoskop und/oder die Sonde von der Bildaufnahmevorrichtung abnehmbar ist/sind. Weiter kann die Bildaufnahmevorrichtung ein elektronisches Endoskop mit einem darin integrierten Bildsensor sein. Der Bildsensor kann dabei in einem distalen Bereich (Chip-in-Tip) oder in einem Handgriff des Endoskops (Chip-in-Scope) angeordnet sein kann.
Es kann vorgesehen sein, dass die Bildverarbeitungsvorrichtung als eine Camera Control Unit (CCU) ausgestaltet ist, insbesondere wobei die Bildaufnahmevorrichtung räumlich trennbar von der Bildverarbeitungsvorrichtung ist, indem die Bildaufnahmevorrichtung mit der Bildverarbeitungsvorrichtung über eine Datenübertragungsleitung zur Übertragung eines Bilddatenstroms und/oder eines Synchronsignals verbunden oder verbindbar ist. Vorzugsweise kann die Bildaufnahmevorrichtung mit der Bildverarbeitungsvorrichtung über eine erste Datenübertragungsleitung zur Übertragung des Bilddatenstroms und eine zweite, insbesondere von der ersten Datenübertragungsleitung unabhängige, Datenübertragungsleitung zur Übertragung von Synchronsignalen verbunden oder verbindbar sein.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Bildaufnahmevorrichtung einen Bilddatenstromeingang zum Empfang des Aufnahme-Bilddatenstroms des Bildsensors und/oder einen Bilddatenstromausgang zur Weiterleitung des Aufnahme-Bilddatenstroms zur Bildverarbeitungsvorrichtung aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann die Bildverarbeitungsvorrichtung einen Bilddatenstromeingang zum Empfang des Aufnahme-Bilddatenstroms aus der Bildaufnahmevorrichtung und/oder einen Bilddatenstromausgang zur Ausgabe des/r Aufnahme-Bilddatenstroms und/oder des Anzeige-Bilddatenstroms an eine Anzeigeeinheit, insbesondere eine Anzeigeeinheit des bildübertragenden Systems, aufweisen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Frequenz eines oder des Taktgebers der Bildaufnahmevorrichtung und eine Frequenz eines oder des Taktgebers der Bildverarbeitungsvorrichtung voneinander abweichen oder gleich sein. Alternativ oder ergänzend dazu kann keine Übertragung eines Anzeige-Synchronsignals an die Bildaufnahmevorrichtung vorgesehen sein. Dies erleichtert eine technische Umsetzung der Abgleichung, da keine Übertragung eines Bilddatenstroms und/oder eines Taktsignals von der Bildverarbeitungsvorrichtung an die Bildaufnahmevorrichtung erforderlich oder vorgesehen ist.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch eine Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
Es zeigt:

1 eine vereinfachte Darstellung einer als Endoskopiesystem ausgestalteten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen bildübertragenden Systems,
2 eine vereinfachte Darstellung eines Schaltbildes des bildübertragenden Systems nach 1,
3 eine vereinfachte Darstellung einer weiteren, als Endoskopiesystem ausgestalteten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen bildübertragenden Systems mit zwei Bildaufnahmevorrichtungen,
4 eine vereinfachte Darstellung eines Schaltbildes des bildübertragenden Systems nach 3,
5 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Initialisierung einer Übertragung eines Aufnahme-Bilddatenstroms von einem Bildsensor an eine Anzeigeeinheit,
6 bis 9 eine vereinfachte schematische Darstellung der einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Initialisierung einer Übertragung eines Aufnahme-Bilddatenstroms von einem Bildsensor an eine Anzeigeeinheit nach 5.

In den 1 bis 4 sowie 6 bis 9 sind zum Teil verschiedene Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Bildübertragungssystems gezeigt, die jeweils als Endoskopiesysteme 1 ausgestaltet sind.
In den 5 bis 9 sind die einzelnen Schritte einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Initialisierungsverfahrens zur Initialisierung einer Übertragung eines Aufnahme-Bilddatenstroms 21 von einem Bildsensor 4 einer Bildaufnahmevorrichtung 3 an eine Anzeigeeinheit 20 dargestellt.
Das als Endoskopiesystem 1 ausgestaltete bildübertragende System weist eine Bildverarbeitungsvorrichtung 2 auf, die vorzugsweise als CCU 14 ausgestaltet ist. Das Endoskopiesystem 1 weist weiter eine Bildaufnahmevorrichtung 3 auf, die als Kamerakopf 6 mit einem Endoskop 5, welches vom Kamerakopf 6 abnehmbar ist, ausgestaltet ist. Das Endoskop 5 kann zum Beispiel als konventionelles, insbesondere elektronikfreies, Endoskop 5 ausgestaltet sein. Der Kamerakopf 6 weist einen Bildsensor 4 auf. Alternativ oder ergänzend kann das Endoskopiesystem 1 eine Bildaufnahmevorrichtung 3 aufweisen, die als ein elektronisches Endoskop 13 ausgestaltet ist. Vorzugsweise kann es sich dabei um ein Chip-in-the-tip-Endoskop, bei welchem der Bildsensor 4 im Bereich der Schaftspitze des Endoskops angeordnet ist und/oder um ein Chip-in-scope Endoskop, bei welchem der Bildsensor 4 in einem Handgriff angeordnet ist, handeln. Alternativ oder ergänzend zum Endoskop 5 kann auch eine Sonde vorgesehen sein.
Die Bildaufnahmevorrichtung 3 ist hier als ein Kamerakopf 6 ausgebildet, der eine Kupplungsstelle aufweist, die zum Anschluss des Endoskops 5 und/oder der Sonde über eine Gegenkupplungsstelle eingerichtet ist. Vorzugsweise kann hierbei also ein Endoskop 5 und/oder eine Sonde ohne eigenen Bildsensor 4 verwendet werden.
Die Bildaufnahmevorrichtung 3 ist mittels einer Datenübertragungsleitung 15 an die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 trennbar anschließbar oder angeschlossen. Vorzugsweise kann eine Stromversorgung der Bildaufnahmevorrichtung 3 über die Datenübertragungsleitung 15 erreicht werden.
Die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 weist einen Bildverarbeitungstaktgeber 8 auf, welcher vorzugsweise als ein Schwingquarz ausgebildet ist. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 weist weiter eine Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 auf, welche vorzugsweise als Field Programmable Gate Array (FPGA) 12 ausgestaltet ist. Die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 erhält ein durch den Bildverarbeitungs-Taktgeber 8 erzeugtes Bildanzeige-Taktsignal 29, mittels welchem ein periodisches Anzeigesynchronsignal 25 durch die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 erzeugt wird.
Die Bildaufnahmevorrichtung 3 weist eine eigene Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 auf, welche vorzugsweise ebenfalls als FPGA 12 ausgestaltet ist. Die Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 ist mit einem Bildaufnahmetaktgeber 7 gekoppelt, welcher ebenfalls in der Bildaufnahmevorrichtung 3 angeordnet ist. Der Bildaufnahmetaktgeber 7 erzeugt ein Bildaufnahmetaktsignal 28, durch welches mittels der Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 ein Aufnahme-Synchronsignal 24 erzeugbar ist.
Das bildübertragende System aus den 3 und 4 weist zwei Bildaufnahmevorrichtungen 3 auf, die beide mit derselben Bildverarbeitungsvorrichtung 2 über jeweils eine Datenübertragungsleitung 15 trennbar verbunden sind. Ansonsten entspricht der Aufbau der Ausführungsform des Endoskopiesystems 1 aus den 3 und 4 im Wesentlichen dem Aufbau des Endoskopiesystems 1 aus den 1 und 2. Beim Einsatz zweier Bildaufnahmevorrichtungen 3 können die erzeugten Bilder als Bild-in-Bild 33 auf einer Anzeigeeinheit 20, wie zum Beispiel einem Monitor, angezeigt werden. Durch das Bild-in-Bild 33 können die beiden aufgenommenen Szenen gleichzeitig in unterschiedlichen Anzeigebereichen der Anzeigeeinheit 20 wiedergegeben werden, was das Ablesen für den Anwender deutlich vereinfachen kann. Alternativ oder ergänzen ist auch eine Darstellung der durch die beiden Bildaufnahmevorrichtungen 3 aufgenommenen Szenen durch mehrere Anzeigeeinheiten 20 möglich.
Die Bildaufnahmevorrichtungen 3 des Endoskopiesystems 1 aus den 3 und 4 sind ebenfalls als Kameraköpfe 6 ausgestaltet. Sie weisen jeweils einen Bildaufnahmetaktgeber 7 auf, welcher vorzugsweise ebenfalls als ein Schwingquarz 9 ausgebildet ist. Die Bildaufnahme-Taktgeber 7 sind mit jeweils einer vorzugsweise als FPGA 12 ausgestalteten Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 gekoppelt.
Die Bildaufnahmevorrichtungen 3 können von der Bildverarbeitungsvorrichtung 2 getrennt werden. Wird daher eine Bildaufnahmevorrichtung 3 neu an die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 angeschlossen, so wird die Bildaufnahmevorrichtung 3 und dabei insbesondere ein von dieser erzeugter Aufnahme-Bilddatenstrom 21 initiiert. Der Bildsensor 4 nimmt fortwährend eine Szene auf, die sich in seinem Blickfeld befindet und sendet die Bilder dieser Szene mittels des Aufnahme-Bilddatenstroms 21 über die Bildaufnahmevorrichtung 3 an die Bildverarbeitungsvorrichtung 2.
Für den Anwender ist es jedoch nicht möglich, beim Anschluss der Bildaufnahmevorrichtung 3 an die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 auf die Phasenlage des Anzeige-Bilddatenstroms 22 zu achten, um durch zeitgenaues Anschließen der Bildaufnahmevorrichtung 3 eine Übereinstimmung der Phasenlagen zwischen Anzeige-Bilddatenstrom 22 und Aufnahme-Bilddatenstrom 21 zu erreichen.
Aus diesem Grund wird es in der Regel zu einer Phasenverschiebung zwischen den beiden Bilddatenströmen 21, 22 kommen. Dies hat zur Folge, dass die mittels des Bildsensors 4 aufgenommenen Bilder aufgrund der Phasenverschiebung lediglich verzögert durch die Anzeigeeinheit 20 wiedergebbar sind oder sich die Anzeigeeinheit 20 in einen Suchlauf begibt.
Zur Vermeidung und/oder zum Beheben einer aufgrund der oben genannten Phasenverschiebung entstehenden Zeitverzögerung bei der Wiedergabe der Bilder einer mittels des Bildsensors 4 aufgenommenen Szene beziehungsweise dem Auslösen eines Suchlaufs ist das als Endoskopiesystem 1 ausgebildete bildübertragende System dazu ausgelegt, ein Initialisierungsverfahren zur Initialisierung einer Übertragung des Aufnahme-Bilddatenstroms 21 vom Bildsensor 4 der Bildaufnahmevorrichtung 3 an die Anzeigeeinheit 20 insbesondere automatisiert auszuführen. Die Ausführung der einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Initialisierungsverfahrens ist anhand der 5 bis 9 genauer dargestellt.
Dabei wird zunächst ein Anzeige-Bilddatenstrom 22 von der Bildverarbeitungsvorrichtung 2 an die Anzeigeeinheit 20 übertragen. Dieser Anzeige-Bilddatenstrom 22 kann beispielsweise ein Testbild sein (vgl. 6 bis 8), welches vorzugsweise durch die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 erzeugbar ist (vgl. 5 bis 8).
Nach Anschluss der Bildaufnahmevorrichtung 3 über die Datenübertragungsleitung 15 an die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 wird die vorzugsweise als Kamerakopf 6 oder elektronisches Endoskop 13 ausgebildete Bildaufnahmevorrichtung 3 gestartet. Dadurch erfolgt auch eine Übertragung des Aufnahme-Bilddatenstroms 21 von der Bildaufnahmevorrichtung 3 an die Bildverarbeitungsvorrichtung 2.
Vor dem Umschalten des Anzeigebilddatenstroms 22 auf den Aufnahme-Bilddatenstrom 21, insbesondere also eine Wiedergabe eines Livebilds der aufgenommenen Szene, ist zunächst eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Bilddatenströmen 21 und 22 festzustellen. Die Bildaufnahmevorrichtung 3 weist hierzu einen Bildaufnahmetaktgeber 7 auf, der mit der Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 derart gekoppelt ist, dass diese aus einem Bildaufnahmetaktsignal 28 ein Aufnahmesynchronsignal 24 erzeugt. Der Bildaufnahmetaktgeber 7 kann dabei permanent ein, insbesondere gleichbleibendes, Bildaufnahmetaktsignal 28 erzeugen. Das Aufnahmesynchronsignal 24 wird insbesondere zusammen mit dem Aufnahme-Bilddatenstrom 21 an die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 übertragen (vgl. 6).
Die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 ist mit einem Bildverarbeitungstaktgeber 8 derart gekoppelt, dass sie aus einem aus dem Bildverarbeitungstaktgeber 8 erzeugten Bildanzeigetaktsignal 29 ein Anzeige-Synchronsignal 25 erzeugt. Vorzugsweise wird durch den Bildverarbeitungstaktgeber 8 permanent ein, insbesondere gleichbleibendes, Bildanzeigetaktsignal 29 erzeugt. Anschließend wird durch die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 ein zur Synchronisierung und/oder Anpassung der beiden Bilddatenströme 21, 22 dienender Korrekturwert 26 erzeugt und, wie in 7 gezeigt, an die Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 übermittelt.
Der Korrekturwert 26 kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass in der Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 ein Vergleich der Phasenlagen zwischen dem Aufnahme-Synchronsignal 24 und dem Anzeige-Synchronsignal 25 vorgenommen wird und daraus ein Phasenverschiebungswert 23 ermittelt wird. Der Phasenverschiebungswert 23 kann dem Korrekturwert 26 entsprechen oder auch niedriger sein. Durch einen niedrigeren Korrekturwert 26 ist eine iterative Anpassung des Aufnahme-synchronsignals 24 an das Anzeige-Synchronsignal 25 möglich.
Der Korrekturwert 26 dient also einer Phasenverschiebung des Aufnahme-Synchronsignals 24 in Richtung der Phasenlage des Anzeige-Synchronsignals 25.
Nach Erhalt des Korrekturwerts 26 wird durch die Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 ein korrigiertes Aufnahme-Synchronsignal 27 erzeugt und an den Bildsensor 4 übermittelt. Dabei kann die Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 auf ein Bildaufnahmetaktsignal 28 des Bildaufnahme-Taktgebers 7 zurückgreifen (vgl. 8).
Durch die Korrektur des Aufnahme-Synchronsignals 27 kann nun eine nahezu phasengleiche Einstellung des Aufnahme-Bilddatenstroms 21 und des Anzeige-Bilddatenstroms 22 erreicht werden, so dass diese nahezu oder genau synchron sind, so dass ein Livebild nahezu ohne Zeitversetzung anzeigbar ist (9). Wie in 5 dargestellt ist, kann es vorgesehen sein, dass in der Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 ein Phasenverschiebungsschwellenwert 30 hinterlegt wird oder hinterlegt ist. Unterschreitet der oben genannte ermittelte Phasenverschiebungswert 23 den Phasenverschiebungsschwellenwert 30, so kann dies direkt zu einem Ende 32 des Initialisierungsverfahrens führen („yes“-Pfad), da keine Zeitverzögerung oder eine relativ geringe Zeitverzögerung bei der Wiedergabe des aufgenommenen Bildes oder der Folge von Bildern an der Anzeigeeinheit 20 auftritt.
Überschreitet hingegen der Phasenverschiebungswert 23 den Phasenverschiebungsschwellenwert 30 („no“-Pfad), so kann, wie in 5 gezeigt ist, das erfindungsgemäße Verfahren erneut durchgeführt werden. Während dieser Schleife wird das korrigierte Aufnahme-Synchronsignal 27 zum (neuen) Aufnahme-Synchronsignal 24 und die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte werden mit diesem als Ausgangssignal wiederholt. Dies erlaubt es, eine bessere Anpassung des Aufnahme-Bilddatenstroms 21 an den Anzeige-Bilddatenstrom 22 vorzunehmen.
Das Anzeige-Synchronsignal 25 dient somit zur zeitgesteuerten Übermittlung des Anzeige-Bilddatenstroms 22 an die Anzeigeeinheit 20. Während der Durchführung des Initialisierungsverfahrens kann eine kontinuierliche Übermittlung des Anzeige-Bilddatenstroms 22 an die Anzeigeeinheit 20 vorgenommen werden, da diese Datenübermittlung unabhängig von der Anpassung der Phasenlage des Aufnahme-Bilddatenstroms 21 an die Phasenlage des Anzeige-Bilddatenstroms 22 ist.
Das Aufnahme-Synchronsignal 24 und das Anzeige-Synchronsignal 25 können jeweils einen Synchronimpuls aufweisen, welcher den Beginn einer Bildzeile und/oder eines Bildanfangs eines vom Bildsensor 4 aufgenommenen Bildes und/oder eines Testbildes markiert. Die Synchronimpulse können daher periodisch in zeitlich gleichen Abständen wiederkehrend sein. Die Synchronimpulse können entsprechend einen Startpunkt eines in der jeweiligen Kontrolleinheit 10, 11 hinterlegten Zählers 31 darstellen. Dieser Zähler 31 kann beispielsweise ausgehend vom Synchronimpuls verändert, insbesondere herabgezählt werden, bis das Ende einer Phase erreicht ist. Zur Korrektur des Anzeige-Synchronsignals 25 kann der Zähler 31 in der Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 an den Zähler 31 der Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 angepasst werden. Durch eine Verarbeitung des Korrekturwertes 26 in der Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 kann der ursprüngliche Zähler 31 der Bildaufnahme-Kontrolleinheit 11 durch den Wert des Zählers 31 der Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 überschrieben werden. Anschließend kann daher ein Herunterzählen der beiden Zähler 31 nahezu synchron oder synchron erfolgen.
Die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 weist einen Bilddatenstromeingang 18 auf, über welchen der Aufnahme-Bilddatenstrom 21 durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 empfangen wird. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 weist weiter einen Bilddatenstromausgang 19 auf, mittels welchem der Anzeige-Bilddatenstrom 22 an die Anzeigeeinheit 20 übermittelt wird.
Die Bildaufnahmevorrichtung 3 weist einen Bilddatenstromeingang 16 auf, über welchen der Bildsensor 4 des Kamerakopfs 6 und/oder des elektronischen Endoskops 13 anschließbar oder angeschlossen ist. Über den Bilddatenstromeingang 16 kann somit der Aufnahme-Bilddatenstrom 21 des Bildsensors 4 an die Bildaufnahme-Kontrolleinheit 10 übermittelt werden. Die Bildaufnahmevorrichtung 3 weist weiter einen Bilddatenstromausgang 17 auf, mittels welchem der Aufnahme-Bilddatenstrom 21 an die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit 11 übermittelbar ist.
Bilddatenstomeingänge 16, 18 und/oder Bilddatenstromausgänge 17, 19 können zum Anschluss einer oder der Datenübertragungsleitung 15 eingerichtet sein.
Es kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Aufnahme-Synchronsignal 24 und/oder bei dem Anzeige-Synchronsignal 25 jeweils um ein V-Sync-Signal und/oder um ein H-Sync-Signal und/oder um ein Masterclock-Signal und/oder um einen Pixelclock-Signal handelt. Bei dem Masterclock-Signal kann es sich beispielsweise um ein Bildaufnahme-Taktsignal 28 und/oder um ein Bildanzeige-Taktsignal 29 handeln.
Die Erfindung betrifft also insbesondere ein Initialisierungsverfahren zur Initialisierung einer Übertragung eines Aufnahme-Bilddatenstroms 21 von einem Bildsensor 4 einer Bildaufnahmevorrichtung 3 an eine Anzeigeeinheit 20, wobei zunächst ein Anzeige-Bilddatenstrom 22 in Form eines Testbildes von einer Bildverarbeitungsvorrichtung 2 an die Anzeigeeinheit 20 übertragen wird und ein Aufnahme-Bilddatenstrom 21 von einer Bildaufnahmevorrichtung 3 an die Bildverarbeitungsvorrichtung 2 übertragen wird, wobei vor einem Umschalten einer Wiedergabe an der Anzeigeeinheit 20 auf den Aufnahme-Bilddatenstrom 21 ein Korrekturwert 26 zu einer Phasenverschiebung zwischen dem Anzeige-Bilddatenstrom (22) und dem Aufnahme-Bilddatenstrom 21 berechnet wird und zur Bildaufnahmevorrichtung 3 übertragen wird, und dass der Aufnahme-Bilddatenstrom 21 um den Korrekturwert 26 phasenverschoben wird, wobei anschließend der Anzeige-Bilddatenstrom 22 auf den Aufnahme-Bilddatenstrom 21 umgeschaltet und das mittels des Bildsensors 4 aufgenommene Bild oder die Folge von Bildern mit der Anzeigeeinheit 20 wiedergegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Endoskopiesystem
2: Bildverarbeitungsvorrichtung
3: Bildaufnahmevorrichtung
4: Bildsensor
5: Endoskop (elektronikfreies Endoskop) oder optische Sonde
6: Kamerakopf
7: Bildaufnahme-Taktgeber
8: Bildverarbeitungs-Taktgeber
9: Schwingquarz
10: Bildaufnahme-Kontrolleinheit
11: Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit
12: FPGA
13: elektronisches Endoskop
14: CCU
15: Datenübertragungsleitung
16: Bilddatenstromeingang der Bildaufnahmevorrichtung
17: Bilddatenstromausgang der Bildaufnahmevorrichtung
18: Bilddatenstromeingang der Bildverarbeitungsvorrichtung
19: Bilddatenstromausgang der Bildverarbeitungsvorrichtung
20: Anzeigeeinheit
21: Aufnahme-Bilddatenstrom
22: Anzeige-Bilddatenstrom
23: Phasenverschiebungswert
24: Aufnahme-Synchronsignal
25: Anzeige-Synchronsignal
26: Korrekturwert
27: korrigiertes Aufnahme-Synchronsignal
28: Bildaufnahme-Taktsignal
29: Bildanzeige-Taktsignal
30: Phasenverschiebungsschwellenwert
31: Zähler
32: Ende des Verfahrens
33: Bild-in-Bild

Claims

Initialisierungsverfahren zur Initialisierung einer Übertragung eines Aufnahme-Bilddatenstroms (21) von einem Bildsensor (4) einer Bildaufnahmevorrichtung (3) an eine Anzeigeeinheit (20), wobei zunächst ein Anzeige-Bilddatenstrom (22) von einer Bildverarbeitungsvorrichtung (2) an die Anzeigeeinheit (20) übertragen wird und ein Aufnahme-Bilddatenstrom (21) von der Bildaufnahmevorrichtung (3) an die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) übertragen wird, wobei anschließend der Anzeige-Bilddatenstrom (22) auf den Aufnahme-Bilddatenstrom (21) umgeschaltet und das mittels des Bildsensors (4) aufgenommene Bild oder die Folge von Bildern mit der Anzeigeeinheit (20) wiedergegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umschalten ein Korrekturwert (26) zu einer Phasenverschiebung zwischen dem Anzeige-Bilddatenstrom (22) und dem Aufnahme-Bilddatenstrom (21) berechnet wird und zur Bildaufnahmevorrichtung (3) übertragen wird, und dass der Aufnahme-Bilddatenstrom (21) vor dem Umschalten um den Korrekturwert (26) phasenverschoben wird.
Initialisierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass von der Bildaufnahmevorrichtung (3) ein durch die Bildaufnahmevorrichtung (3) erzeugtes Aufnahme-Synchronsignal (24) an eine Bildverarbeitungsvorrichtung (2) übermittelt wird, - dass in der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) ein Vergleich einer Phasenlage zwischen dem Aufnahme-Synchronsignal (24) und einem davon unabhängig in der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) erzeugten Anzeige-Synchronsignal (25) vorgenommen und daraus ein Phasenverschiebungswert (23) bestimmt wird, - dass aus dem Phasenverschiebungswert (23) ein Korrekturwert (26) durch die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) erzeugt und an die Bildaufnahmevorrichtung (3) übermittelt wird, - dass durch eine Verarbeitung des Korrekturwerts (26) in der Bildaufnahmevorrichtung (3) ein korrigiertes Aufnahme-Synchronsignal (27) erzeugt und/oder an den Bildsensor (4) gesendet wird, - insbesondere wobei nach Durchführung des Initialisierungsverfahrens der Phasenverschiebungswert (23) zwischen dem korrigierten Aufnahme-Synchronsignal (27) und dem Anzeige-Synchronsignal (25) geringer ist als der nicht korrigierte Phasenverschiebungswert, vorzugsweise wobei nach Durchführung des Initialisierungsverfahrens der Phasenverschiebungswert (23) zwischen dem korrigierten Aufnahme-Synchronsignal (27) und dem Anzeige-Synchronsignal (25) nahezu null oder null ist.
Initialisierungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung einer Phasenlage der Bilddatenströme (21, 22) vorgenommen wird, wenn der Phasenverschiebungswert (23) +/- 1 Grad, insbesondere wenigstens +/- 45 Grad, insbesondere wenigstens +/- 90 Grad insbesondere wenigstens +/- 180, insbesondere wenigstens +/- 270 Grad beträgt, und/oder dass der Korrekturwert (26) identisch mit dem Phasenverschiebungswert (23) ist und/oder dass der Korrekturwert (26) kleiner als der Phasenverschiebungswert (23) ist, vorzugsweise wobei die Verfahrensschritte des Initialisierungsverfahrens mehrfach durchgeführt werden, insbesondere so dass eine Anpassung zwischen dem korrigierten Aufnahme-Synchronsignal (27) und dem Anzeige-Synchronsignal (25) iterativ erfolgt, weiter bevorzugt dass der Phasenverschiebungswert (23) und/oder der Korrekturwert (26) als eine Zeiteinheit umgerechnet wird/werden, insbesondere wobei der Phasenverschiebungswert (23) Δφ = φ_{Bildaufnahmevorrichtung} (t)-φ_{Bildverarbeitungsvorrichtung} (t) ist.
Initialisierungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder das Aufnahme-Synchronsignal (24) zusammen mit dem mittels eines Bildsensors (4) aufgenommenen Aufnahme-Bilddatenstrom (21) von der Bildaufnahmevorrichtung (3) an die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) übermittelt wird und/oder dass das Aufnahme-Synchronsignal (24) unabhängig vom Aufnahme-Bilddatenstrom (21), insbesondere über eine andere Datenübertragungsleitung (15) als zur Übermittlung des Aufnahme-Bilddatenstroms (21), von der Bildaufnahmevorrichtung (3) an die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) übermittelt wird.
Initialisierungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei einem oder dem Aufnahme-Synchronsignal (24) und/oder einem oder dem Anzeige-Synchronsignal (25) jeweils um ein V-SYNC-Signal und/oder um ein H-SYNC-Signal und/oder um ein Masterclock-Signal und/oder um ein Pixelclock-Signal handelt.
Initialisierungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahme-Synchronsignal (24), insbesondere das korrigierte Aufnahme-Synchronsignal (27), zur zeitgesteuerten Übermittlung des Aufnahme-Bilddatenstroms (21) vom Bildsensor (4) und/oder von der Bildaufnahmevorrichtung (3) an die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) und/oder an die Anzeigeeinheit (20) verwendet wird und/oder dass das Anzeige-Synchronsignal (25) zur zeitgesteuerten Übermittlung des Anzeige-Bilddatenstroms (22) durch die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) an die Anzeigeeinheit (20) verwendet wird, vorzugsweise wobei eine Übertragung des Anzeige-Bilddatenstroms (22) von der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) an die Anzeigeeinheit (24) während der Durchführung des Initialisierungsverfahrens nicht unterbrochen wird.
Initialisierungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahme-Synchronsignal (24) aus einem durch einen Bildaufnahme-Taktgeber (7) erzeugten Bildaufnahme-Taktsignal (28) abgeleitet wird, insbesondere derart, dass das Aufnahme-Synchronsignal (24) zumindest einen nach Ablauf einer Zeitspanne periodisch wiederkehrenden Synchronimpuls aufweist, vorzugsweise wobei der Synchronimpuls den Beginn einer Bildzeile und/oder einen Bildanfang eines von der Bildaufnahmevorrichtung erzeugten Bildes determiniert, und/oder dass das Anzeige-Synchronsignal (25) aus einem durch einen Bildverarbeitungs-Taktgeber (8) erzeugten Bildanzeige-Taktsignal (29) abgeleitet wird, insbesondere derart, dass das Anzeige-Synchronsignal (25) zumindest einen nach Ablauf einer Zeitspanne periodisch wiederkehrenden Synchronimpuls aufweist, vorzugsweise wobei der Synchronimpuls den Beginn einer Bildzeile und/oder einen Bildanfang eines von der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) erzeugten Bildes und/oder einen beliebigen, insbesondere in jedem Bild gleichen, ersten Pixel eines Bildes determiniert, vorzugsweise wobei die beiden Synchronimpulse nach Durchführung des Initialisierungsverfahrens zeitgleich oder nahezu zeitgleich stattfinden.
Initialisierungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) ein Phasenverschiebungsschwellenwert (30) hinterlegt wird, wobei bei einem Überschreiten des Phasenverschiebungsschwellenwertes (30) durch den Phasenverschiebungswert (23) ein korrigiertes Aufnahme-Synchronsignal (27) erzeugt wird und/oder dass bei einem Unterschreiten des Phasenverschiebungsschwellenwertes (30) durch den Phasenverschiebungswert (23) das Initialisierungsverfahren beendet wird, vorzugsweise wenn eine aus der Phasenverschiebung resultierende Zeitverschiebung 80 Millisekunden oder weniger, weiter bevorzugt 50 Millisekunden oder weniger, weiter bevorzugt 25 Millisekunden oder weniger, weiter bevorzugt 10 Millisekunden, weiter bevorzugt 1 Millisekunde oder weniger, beträgt.
Initialisierungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bildaufnahmevorrichtung (3) und in der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) jeweils ein Zähler (31), welcher zur Erzeugung der Synchronsignale (24, 25) eingerichtet ist, jeweils in Abhängigkeit eines oder des durch einen oder den Taktgeber (7, 8) erzeugten Taktsignals (28, 29) verändert wird, insbesondere heruntergezählt wird, wobei zur Anpassung der Synchronsignale (24, 25) der Zähler (31) der Bildaufnahmevorrichtung (3) überschrieben wird, insbesondere mit dem Wert des Zählers (31) der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) überschrieben wird, und/oder dass ein durch einen oder den Bildverarbeitungs-Taktgeber (8) erzeugtes Bildanzeige-Taktsignal (29) und ein durch einen oder den Bildaufnahme-Taktgeber (7) erzeugtes Bildaufnahme-Taktsignal (28) während des Initialisierungsverfahrens unverändert bleibt.
Bildübertragendes System, insbesondere Endoskopiesystem (1), mit einer Bildverarbeitungsvorrichtung (2) und mit wenigstens einer Bildaufnahmevorrichtung (3) mit einem Bildsensor (4), dadurch gekennzeichnet, dass das bildübertragende System zur Durchführung des Initialisierungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 eingerichtet ist.
Bildübertragendes System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das bildübertragende System wenigstens zwei Bildaufnahmevorrichtungen (3), insbesondere wenigstens zwei an ein Endoskop (5) und/oder an eine Sonde angeschlossene Kameraköpfe (6) oder zwei elektronische Endoskope, aufweist, wobei das bildübertragende System dazu eingerichtet ist, das Initialisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für jede der Bildaufnahmevorrichtungen (3) durchzuführen, vorzugsweise wobei nach Durchführung des Initialisierungsverfahrens die Aufnahme-Bilddatenströme (21) der beiden Bildaufnahmevorrichtungen (3) an den Anzeige-Bilddatenstrom (22) der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) angepasst sind und/oder dass wenigstens zwei Aufnahme-Synchronsignale (24) an das Anzeige-Synchronsignal (25) angepasst sind.
Bildübertragendes System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung (3) und die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) jeweils einen Taktgeber (7, 8), vorzugsweise jeweils einen als ein Schwingquarz (9) ausgebildeten Taktgeber (7, 8), zur Erzeugung eines Taktsignals (28, 29) aufweisen und/oder dass die Bildaufnahmevorrichtung (3) und die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) jeweils eine, vorzugsweise als Field Programmable Gate Array (12) ausgestaltete, Kontrolleinheit (10, 11) aufweisen, vorzugsweise wobei eine Bildaufnahme-Kontrolleinheit (10) ein Bildaufnahme-Taktsignal (28) vom Bildaufnahme-Taktgeber (7) erhält und daraus ein Aufnahme-Synchronsignal (24) erzeugt, und/oder eine Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit (11) ein Bildanzeige-Taktsignal (29) vom Bildverarbeitungs-Taktgeber (8) erhält und daraus ein Anzeige-Synchronsignal (25) erzeugt, und/oder wobei die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit (11) dazu eingerichtet ist, einen Vergleich einer Phasenlage zwischen einem Aufnahme-Synchronsignal (24) und einem Anzeige-Synchronsignal (25) durchzuführen und daraus einen Phasenverschiebungswert (23) zu bestimmen, wobei die Bildverarbeitungs-Kontrolleinheit (11) dazu eingerichtet ist, aus dem Phasenverschiebungswert (23) einen Korrekturwert (26) zu erzeugen und an die Bildaufnahme-Kontrolleinheit (10) zu übermitteln, wobei die Bildaufnahme-Kontrolleinheit (10) dazu eingerichtet ist, daraus ein korrigiertes Aufnahme-Synchronsignal (27) zu erzeugen und an den Bildsensor (4) zu übermitteln.
Bildübertragendes System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung (3) als eine Endoskopieeinrichtung ausgestaltet ist, insbesondere wobei der Bildsensor (4) im, vorzugsweise abnehmbaren, elektronischen Endoskop (13) angeordnet ist, und/oder dass die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) als eine Camera Control Unit (14) ausgestaltet ist, insbesondere wobei die Bildaufnahmevorrichtung (3) räumlich trennbar von der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) ist, indem die Bildaufnahmevorrichtung (3) mit der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) über eine Datenübertragungsleitung (15) zur Übertragung eines Bilddatenstroms (21, 22) und/oder eines Synchronsignals (24, 25) verbunden oder verbindbar ist, vorzugsweise wobei die Bildaufnahmevorrichtung (3) mit der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) über eine erste Datenübertragungsleitung (15) zur Übertragung des Bilddatenstroms (21, 22) und eine zweite, insbesondere von der ersten Datenübertragungsleitung (15) unabhängige, Datenübertragungsleitung (15) zur Übertragung von Synchronsignalen (24, 25) und/oder des Phasenverschiebungswertes (23) und/oder des Korrekturwertes (26) verbunden oder verbindbar ist.
Bildübertragendes System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung (3) einen Bilddatenstromeingang (16) zum Empfang des Aufnahme-Bilddatenstroms (21) des Bildsensors (4) und/oder einen Bilddatenstromausgang (17) zur Weiterleitung des Aufnahme-Bilddatenstroms (21) zur Bildverarbeitungsvorrichtung (2) aufweist und/oder dass die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) einen Bilddatenstromeingang (18) zum Empfang des Aufnahme-Bilddatenstroms (21) aus der Bildaufnahmevorrichtung (3) und/oder einen Bilddatenstromausgang (19) zur Ausgabe des Aufnahme-Bilddatenstroms (21) und/oder des Anzeige-Bilddatenstroms (22) an eine Anzeigeeinheit (20), insbesondere eine Anzeigeeinheit (20) des bildübertragenden Systems, aufweist.
Bildübertragendes System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz eines oder des Taktgebers (7) der Bildaufnahmevorrichtung (3) und eine Frequenz eines oder des Taktgebers (8) der Bildverarbeitungsvorrichtung (2) voneinander abweichen oder gleich sind und/oder dass keine Übertragung eines Anzeige-Synchronsignals (24) an die Bildaufnahmevorrichtung (3) vorgesehen ist.