内窥镜图像高清处理系统硬件设计探讨

任岩 济宁市第一人民医院

随着医疗行业的快速发展，更加清楚直观的反映了当前医疗中存在的问题，特别是当前生病时的检查，一些基础的医疗设备和病人的病历要加以完善。内窥镜的使用极大程度上提高了医院的管理水平，提升医院的工作效率以及服务质量。另外，还能强化医疗资源利用率，清楚的检查病人的身体素质，保证病人的身体健康。

一、内窥镜的含义

医院所使用的电子内窥镜是一项重要的检查人体疾病的医疗设备仪器，该设备所呈现出来的图像分辨率较高，并且色彩较为逼真，可以更加清楚直观的为病人提供临床的情况。近年来，伴随着科技的不断发展，数字化处理技术也迅速发展，基于HDTV 技术的高清视频成像已经被广泛应用于医学检查的内窥镜使用当中，成为了内窥镜最为主要的组成部分，合理有效的使用图像高清处理是未来内窥镜应用的重要方式。现阶段，我国生产内窥镜的厂家只有FUJINON 的EPX-4400-HD 型，其中图像高清分辨率仅仅为1080i，我国的内窥镜图像高清处理还处在初级阶段，并没有十分明显的成果。

二、内窥镜系统总体设计

（一）系统的特点及要求

医用内窥镜的高清处理和其他的图像处理有着很大的不同，医用内窥镜的分辨率是极高的，对于图像的质量有着较高的要求。所以，对于图像的质量和图像的分辨率有着极高的要求。在分辨率上，要使用1080i60 的分辨率图像，也就是1920X1080 进行扫描，每一场的频率为60Hz，这是当前最为高标准的内窥镜图像高清处理。图像的质量和编解码有着十分重要的联系，也就是说编解码的计算方法可以作为国际上通用的视频压缩标准，即H.264，其中，编解码有着四种完全不同的画质，分别是：Baseline- Profile，Main Profile，Extended-Profilc 以及High-Profile,其中High-Profile，即高清画质没有损害的视频编码，也是目前最高的画质，该画质对于设备的要求也是极高的，视频的分辨率要达到1080i60 才能满足要求。

（二）系统的难点和措施

对于目前我国的内窥镜图像处理而言，并没有具备可以满足1080i60 的高清视频处理编解码，另外，DSP 领域中，以德州最新推出的高清处理器DaVinci- HD 最为突出，可以有效的配合内窥镜进行高清图像处理。并且，高清视频处理分为奇数和偶数，使用FPGA技术进行DSP 处理，以有效的完成对视频编码的预处理，然后在进行解码和视频合并，该设备的处理性能得以有效的提高，最终可以达到1080i60 的分辨率，配合High- Profile 进行使用。

（三）系统的结构设计

我国传统的内窥镜图像处理系统大多是采用PC 进行视频的配合和数据的采集，然后使用PowerPC 嵌入式处理器取代了原有的PC 技术，使用FPGA 和2 片DM6467 代替了视频中的显示器，采用这样的方式，可以大大减少体积，同时减少成本，十分的有效。系统的结构是由DaVinci-HD 视频编解码子系统和PowerPC 子系统两个部分构成的，DaVinci-HD 视频编解码子系统进行1080i60 高清图像处理，进而进行H.264 的实时编码和实时解码,2 片DSP 则通过PCI 总线和PowerPC 子系统进行数据的交换，进而进行数据储存和信息发送。

（四）子系统的设计

在内窥镜系统当中，主要是为了获取图像信息，所以可以使用CCD 进行获取，所谓CCD 是一种设备，可以将光学的影像完全转化成为数字信息，而且CCD 提供的画面分辨率是比较高的，在内窥镜使用中起着十分重要的作用，并且CCD 还可以进行感应，将光信号合理的转化成为电信号，进而进行数字信息处理，处理之后，信息可以通过系统进行储存，然后达到显示器进行图像显示，使用液晶电视进行显示，再结合彩色的过滤裁片进行过滤，最终达到图像显示的效果，内窥镜的图像高清处理得以有效应用，不断的推动医学界的进步和发展，准确的诊治人们的疾病。

三 结束语

综上所述，内窥镜在医疗领域起着十分重要的作用，医学的内窥镜是使用电子计算机技术以及图像处理技术进行完善和发展的设备，是我国医疗中较为常用的医疗仪器，使用内窥镜医生可以清楚直接的查看病人的内脏情况，当出现任何问题时，医生可以及时的进行诊治，防止病情加剧，是医生进行临床诊断、病情根治和后续治疗的重要基础，内窥镜图像高清处理技术在未来的发展中会得以广泛的应用。