內窺鏡圖像高清處理系統硬件設計探討

任巖 濟寧市第一人民醫院

隨著醫療行業的快速發展，更加清楚直觀的反映了當前醫療中存在的問題，特別是當前生病時的檢查，一些基礎的醫療設備和病人的病歷要加以完善。內窺鏡的使用極大程度上提高了醫院的管理水平，提升醫院的工作效率以及服務質量。另外，還能強化醫療資源利用率，清楚的檢查病人的身體素質，保證病人的身體健康。

一、內窺鏡的含義

醫院所使用的電子內窺鏡是一項重要的檢查人體疾病的醫療設備儀器，該設備所呈現出來的圖像分辨率較高，并且色彩較為逼真，可以更加清楚直觀的為病人提供臨床的情況。近年來，伴隨著科技的不斷發展，數字化處理技術也迅速發展，基于HDTV 技術的高清視頻成像已經被廣泛應用于醫學檢查的內窺鏡使用當中，成為了內窺鏡最為主要的組成部分，合理有效的使用圖像高清處理是未來內窺鏡應用的重要方式?，F階段，我國生產內窺鏡的廠家只有FUJINON 的EPX-4400-HD 型，其中圖像高清分辨率僅僅為1080i，我國的內窺鏡圖像高清處理還處在初級階段，并沒有十分明顯的成果。

二、內窺鏡系統總體設計

（一）系統的特點及要求

醫用內窺鏡的高清處理和其他的圖像處理有著很大的不同，醫用內窺鏡的分辨率是極高的，對于圖像的質量有著較高的要求。所以，對于圖像的質量和圖像的分辨率有著極高的要求。在分辨率上，要使用1080i60 的分辨率圖像，也就是1920X1080 進行掃描，每一場的頻率為60Hz，這是當前最為高標準的內窺鏡圖像高清處理。圖像的質量和編解碼有著十分重要的聯系，也就是說編解碼的計算方法可以作為國際上通用的視頻壓縮標準，即H.264，其中，編解碼有著四種完全不同的畫質，分別是：Baseline- Profile，Main Profile，Extended-Profilc 以及High-Profile,其中High-Profile，即高清畫質沒有損害的視頻編碼，也是目前最高的畫質，該畫質對于設備的要求也是極高的，視頻的分辨率要達到1080i60 才能滿足要求。

（二）系統的難點和措施

對于目前我國的內窺鏡圖像處理而言，并沒有具備可以滿足1080i60 的高清視頻處理編解碼，另外，DSP 領域中，以德州最新推出的高清處理器DaVinci- HD 最為突出，可以有效的配合內窺鏡進行高清圖像處理。并且，高清視頻處理分為奇數和偶數，使用FPGA技術進行DSP 處理，以有效的完成對視頻編碼的預處理，然后在進行解碼和視頻合并，該設備的處理性能得以有效的提高，最終可以達到1080i60 的分辨率，配合High- Profile 進行使用。

（三）系統的結構設計

我國傳統的內窺鏡圖像處理系統大多是采用PC 進行視頻的配合和數據的采集，然后使用PowerPC 嵌入式處理器取代了原有的PC 技術，使用FPGA 和2 片DM6467 代替了視頻中的顯示器，采用這樣的方式，可以大大減少體積，同時減少成本，十分的有效。系統的結構是由DaVinci-HD 視頻編解碼子系統和PowerPC 子系統兩個部分構成的，DaVinci-HD 視頻編解碼子系統進行1080i60 高清圖像處理，進而進行H.264 的實時編碼和實時解碼,2 片DSP 則通過PCI 總線和PowerPC 子系統進行數據的交換，進而進行數據儲存和信息發送。

（四）子系統的設計

在內窺鏡系統當中，主要是為了獲取圖像信息，所以可以使用CCD 進行獲取，所謂CCD 是一種設備，可以將光學的影像完全轉化成為數字信息，而且CCD 提供的畫面分辨率是比較高的，在內窺鏡使用中起著十分重要的作用，并且CCD 還可以進行感應，將光信號合理的轉化成為電信號，進而進行數字信息處理，處理之后，信息可以通過系統進行儲存，然后達到顯示器進行圖像顯示，使用液晶電視進行顯示，再結合彩色的過濾裁片進行過濾，最終達到圖像顯示的效果，內窺鏡的圖像高清處理得以有效應用，不斷的推動醫學界的進步和發展，準確的診治人們的疾病。

三 結束語

綜上所述，內窺鏡在醫療領域起著十分重要的作用，醫學的內窺鏡是使用電子計算機技術以及圖像處理技術進行完善和發展的設備，是我國醫療中較為常用的醫療儀器，使用內窺鏡醫生可以清楚直接的查看病人的內臟情況，當出現任何問題時，醫生可以及時的進行診治，防止病情加劇，是醫生進行臨床診斷、病情根治和后續治療的重要基礎，內窺鏡圖像高清處理技術在未來的發展中會得以廣泛的應用。