[发明专利]一种3D腹腔镜视频处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频处理方法，尤其涉及一种3D腹腔镜视频处理方法。

背景技术

相比较传统的二维成像，三维成像能够显示深度信息，因而更能全方位的认识事物的形状与运动状态。电影《阿凡达》的成功就是首次将三维成像技术引入到影视业。将三维成像技术引入到腹腔镜成像系统中，可以使医生获得清晰、立体感强的真实视觉影像，大大提高腹腔镜手术的效率和成功率。

国外最新的三维腹腔镜系统在实现三维立体成像的同时，图像分辨率上达到百万像素以上，为720p甚至是1080i高清成像。

由于没有掌握关键的高分辨率微型图像传感器及其三维成像技术，加上研发投入不足，我国在高端三维腹腔镜领域的研发与应用，特别是采用最新技术的新产品研发，目前尚未看到报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种3D腹腔镜视频处理方法。本方法可以实现3D模式下720p的高清成像。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种3D腹腔镜视频处理方法，该方法在3D腹腔镜视频处理系统上实现，所述系统包括图像采集模块、图像综合处理模块和3D图像显示模块，图像采集模块包括两个图像传感器，图像综合处理模块由FPGA和存储器相连组成，3D图像显示模块由HDMI发送器和3D显示器相连组成，两个图像传感器和HDMI发送器均与FPGA相连；该方法包括以下步骤：

（1）图像采集：两个图像传感器分别采集光信号，将光信号转换为电信号，电信号经AD转换、补偿算法、检错算法修正之后转换为数字信号。所述数字信号包括原始图像数据和行信号、场信号等相关控制信号；

（2）对步骤1得到的数字信号进行图像预处理：图像预处理分为数据同步处理和数据矫正处理，所述数据同步处理用同一个时钟实现两路图像数据时间轴上的一致，通过行信号和场信号修正2路原始图像数据的偏差不超过一个时钟，保证了2路图像数据时间上的同步；所述数据矫正处理实现数据位宽度调整和/或数据位序调整，采用并行数据位宽调整法实现，通过对同一时间轴上的图像数据的合并，使已经同步的图像数据可以同步地被缓存处理，避免因数据传输引起的2路像素时间偏差，同时减小了数据传输带宽；

（3）对步骤2处理后的图像数据进行图像缓存处理；

（4）对步骤3缓存处理后的图像数据进一步进行图像后处理：所述图像后处理过程包括颜色空间转换处理、查色表处理和空间匹配处理；所述颜色空间转换处理将缓存处理之后的2路图像数据由原来图像传感器的数据格式转变为可以被3D显示器接收的数据格式，图像传感器产生的原始图像数据格式为Raw RGB，3D显示器可以接收的格式有两种：RGB格式和YUV格式，可以采用Bayer转换将Raw RGB格式转换为RGB格式，采用RGB-YUV转换将RGB格式转换为YUV格式；所述查色表处理实现图像数据RGB分量的调整，它通过双口RAM实现，一个端口用来缓存数据流，另一个端口用来修改数据流的RGB分量值；所述空间匹配处理通过改变图像数据在存储器中的初始存储地址实现图像数据的位移，初始存储地址变大时，对应通道的2D视频画面往右和往下移动；初始存储地址减小时，对应通道的2D视频画面往左和往上移动，空间匹配处理实现了2路视频信号空间上的同步；

（5）对步骤4处理后的图像数据进行3D格式数据转换处理：3D格式数据转换处理分为3D时序生成和3D格式封装2个步骤；所述3D时序生成处理为根据HDMI1.4标准生成控制时序，所述控制时序包括行场同步信号和数据使能信号；所述3D格式封装处理为将接收到的2路图像数据封装成1路3D格式的数据；

（6）对步骤5处理后的3D格式图像数据进行显示：由HDMI发送器接收3D格式数据转换处理后的3D时序和3D数据格式，将其转换为TMDS信号并经过HDMI线缆传输至3D显示器中进行显示。

本发明的有益效果是，通过本发明，可以实现3D模式下的720p的高清成像。基于FPGA实现的图像预处理和图像后处理可以有效地实现对原始图像数据时间和空间的匹配处理，保证了图像的稳定性和可调性；图像缓存处理可以缓存大批量图像数据，保证实时性。3D图像显示模块可以实现高清的3D图像显示。本发明解决了国内市场上三维腹腔镜视频处理方法的空白。鉴于FPGA开发平台的灵活性和通用性，本发明也可以被应用到其他领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的视频图像处理框架图；

图2是本发明的视频图像处理方法流程图；

图3是本发明的图像预处理框图；