מערכת אנדוסקופ היא יותר מסתם מצלמה זעירה בקצה צינור גמיש. מאחורי הקלעים, לוח מעגלים ייעודי מעבד את נתוני התמונה הגולמיים ממודול מצלמת האנדוסקופ, ממיר אותם לאות וידאו הניתן לצפייה, ולעיתים קרובות מטפל בפונקציות אחסון ותצוגה. לוח זה נקרא בדרך כלל לוח DSP (לוח מעבד אותות דיגיטלי). במאמר זה, אנו מסבירים מה עושה לוח DSP, מדוע הוא חיוני למערכות אנדוסקופ מודרניות, וכיצד הוא שונה משימוש פשוט במודול מצלמת USB.
לוח DSP הוא מעגל אלקטרוני שלוקח את הפלט הדיגיטלי הגולמי מחיישן מצלמת מודול ומבצע עיבוד תמונה בזמן אמת. החיישן בתוך מודול מצלמת אנדוסקופ לוכד דפוס באייר או נתוני RGB גולמיים. נתונים גולמיים אלה אינם ניתנים לצפייה ישירה; הוא חייב להיות מיושן, מאוזן לבן, תיקון צבע, ולעתים קרובות דחוס. לוח ה-DSP מטפל במשימות הללו, ומוציא פורמט וידאו סטנדרטי כגון HDMI, וידאו מורכב (CVBS) או וידאו USB.
במערכות אנדוסקופ ישנות יותר, לוח ה-DSP היה קופסה גדולה ונפרדת. כיום, הוא יכול להיות קטן כמו בול דואר ומשולב בבית המצלמה או ביחידת המעבד הראשית. עבור מודול מצלמת אנדוסקופ 4K, לוח ה-DSP חייב להיות חזק מספיק כדי לעבד וידאו 4K בקצב של 30 או 60 פריימים לשנייה.
עיבוד תמונה גולמי - ממיר את נתוני Bayer הגולמיים מחיישן CMOS לתמונה בצבע מלא. זה כולל הסרה, אינטרפולציה של צבעים ואיזון לבן.
שיפור תמונה - מחיל חידוד, הפחתת רעש, התאמת ניגודיות ושיפור קצה כדי לשפר את האיכות החזותית.
קידוד וידאו - דוחס את זרם הווידאו (למשל, H.264 או H.265) לצורך הקלטה או הזרמה.
תצוגה על המסך (OSD) - שכבת-על של טקסט, צולבות, חותמות זמן או גרפיקת מדידה על הווידאו החי.
עיצוב פלט - ממיר את הווידאו המעובד לממשק סטנדרטי: HDMI, SDI, USB (UVC) או אנלוגי (CVBS).
בקרת אחסון - מנהל שמירת תמונות או קטעי וידאו בכרטיס microSD, כונן USB או זיכרון פנימי.
אנדוסקופים USB רבים לצרכנים משתמשים במודול מצלמת USB המשלב DSP קטן (או שבב גשר עם עיבוד בסיסי) ישירות על לוח המצלמה. זה מספיק עבור מצלמות בדיקה בעלות נמוכה מכיוון שהמחשב המארח (מחשב, מחשב נייד או סמארטפון) מטפל בעיבוד הווידאו הכבד. עם זאת, עבור מערכות אנדוסקופ מקצועיות או רפואיות, לוח DSP ייעודי מציע מספר יתרונות:
אין תלות במחשב חיצוני - המערכת יכולה לצאת לצג עצמאי ללא מחשב.
זמן אחזור נמוך יותר - העיבוד נעשה בחומרה, לא במערכת הפעלה למטרות כלליות.
תכונות מתקדמות - כלי מדידה, הקפאת תמונה, PIP (תמונה-בתמונה) והקלטה מובנים בלוח ה-DSP.
ביצועים עקביים - לא מושפע מעומס המעבד של המארח או מעדכוני מנהל ההתקן.
מודול מצלמת אנדוסקופ מותאם אישית בשילוב עם לוח DSP ייעודי הוא הגישה הסטנדרטית ללפרוסקופים רפואיים, בורסקופים תעשייתיים ואנדוסקופים וידאו מתקדמים.
תכונה |
לוח DSP + מודול מצלמה עצמאי |
מודול מצלמת USB |
|---|---|---|
נדרש מחשב מארח |
לא (פלטים לניטור ישיר) |
כן (צריך מחשב, מחשב נייד או טלפון) |
חֶבִיוֹן |
נמוך מאוד (עיבוד חומרה) |
בינוני (ערימת USB + מערכת הפעלה) |
עיבוד תמונה |
ISP ייעודי באיכות גבוהה |
מסתמך על תוכנת מארח (למשל, OpenCV) |
הִטַלטְלוּת |
מערכת עצמאית |
קל משקל, אבל צריך מחשב |
כלי מדידה |
לעתים קרובות מובנה (גרפיקה על המסך) |
חייב להיות מיושם בתוכנה |
עֲלוּת |
גבוה יותר (לוח נוסף) |
לְהוֹרִיד |
שימוש אופייני |
רפואי, תעשייתי מקצועי |
עשה זאת בעצמך לצרכן, חצי מקצועי |
לוח DSP מודרני עבור מודול מצלמת אנדוסקופ מכיל:
מעבד תמונה - שבב ISP ייעודי (למשל, מבית Ambarella, Novatek או Nextchip).
מיקרו-בקר - מנהל כניסות לחצנים, תפריטי OSD ובקרת מערכת כוללת.
מקודד וידאו – חומרה מקודד H.264/H.265 להקלטה.
זיכרון - SDRAM לאגירת מסגרת; פלאש עבור קושחה.
ממשקי פלט - HDMI, CVBS, USB (התקן או מארח), ולפעמים Ethernet.
חריץ אחסון - שקע כרטיס microSD.
ספק כוח - רגולטורים למודול המצלמה ול-DSP.
מודול מצלמת האנדוסקופ (המכיל חיישן מצלמת מודול ועדשה) שולח נתוני וידאו גולמיים באמצעות כבל גמיש - בדרך כלל בפורמט LVDS או MIPI CSI‑2.
לוח ה-DSP מקבל את הנתונים הגולמיים הללו. הוא מבצע תחילה תיקון רמת שחור, תיקון פיקסלים פגום ותיקון הצללת עדשה.
הנתונים הגולמיים של באייר עוברים דמוזה ל-RGB, ואז מומרים למרחב צבע YUV.
שיפור התמונה (חידוד, הפחתת רעש, ניגודיות) מוחל.
גרפיקה של OSD מונחת.
הווידאו הסופי מקודד (אם מקליט) ויוצא לתצוגה (HDMI, CVBS) או למחשב מארח באמצעות USB.
בקרות המשתמש (כפתורים, ג'ויסטיק, מסך מגע) נקראים על ידי המיקרו-בקר, שמתאים פרמטרים (זום, בהירות, מצב צבע).
מודול מצלמת אנדוסקופ 4k דורש לוח DSP המסוגל להתמודד עם רזולוציית 4K ב-30 או 60 פריימים לשנייה. קצב הנתונים הוא מסיבי - כ-12 Gbps עבור 4K לא דחוס ב-30 פריימים לשנייה. לכן, ל-DSP חייב להיות:
מקלט MIPI ברוחב פס גבוה (4 נתיבים, כל אחד 1.5 Gbps או יותר).
ליבת ספקית אינטרנט חזקה עם 4K דמוזה ושינוי קנה מידה.
זיכרון מהיר (DDR3 או DDR4) למאגר מסגרות.
מקודד H.265 לאחסון יעיל.
מספר ערכות שבבים מבית Ambarella (למשל, S5L, H22), Novatek או Hisilicon נמצאים בשימוש נפוץ במערכות אנדוסקופ 4K מקצועיות.
עבור לקוחות OEM, ניתן לשייך מודול מצלמת אנדוסקופ מותאם אישית ללוח DSP מכוון במיוחד. היצרן יכול להתאים:
עקומות איזון לבן עבור תאורת LED המסוימת.
חוזק הפחתת רעש מבוסס על פרופיל הרעש של החיישן.
פריסת תפריט OSD וכלי מדידה.
רזולוציית פלט וקצב פריימים.
שילוב זה מבטיח שכל המערכת - מהקצה ועד לתצוגה - מותאמת ליישום הקליני או התעשייתי המיועד.
אם מערכת האנדוסקופ שלך כבר כוללת מחשב אישי או טאבלט (למשל, עבור ארכיון תמונות, רפואה טלפונית או ניתוח בינה מלאכותית), מודול מצלמת USB עשוי להיות נוח יותר. למודול ה-USB יש שבב גשר קטן מובנה שמוציא וידאו UVC, והמחשב המארח מטפל בכל העיבוד, ההקלטה והמדידה. זה מפחית את עלות החומרה ואת המורכבות. עם זאת, אתה מקריב זמן חביון נמוך ועצמאות ממחשב.
ב-Sinre, אנו מתכננים ומייצרים גם מודולים של מצלמת אנדוסקופ וגם לוחות DSP נלווים. מגוון המוצרים שלנו כולל:
לוחות DSP עצמאיים עבור מודול מצלמת אנדוסקופ 1080p ו-4k, עם יציאות HDMI ו- CVBS.
פתרונות מבוססי מודול מצלמת USB עבור מערכות המחוברות למחשב.
מודול מצלמת אנדוסקופ מותאם אישית בשילוב עם קושחת DSP מותאמת אישית (OSD, כלי מדידה, ממשק משתמש).
אנו יכולים גם לשלב חיישן מצלמת מודול לבחירתך (Sony IMX, OmniVision) עם לוח DSP המותאם לסביבה הקלינית או התעשייתית שלך.
לוח DSP הוא המוח של מערכת אנדוסקופ. הוא לוקח וידאו גולמי ממודול מצלמת האנדוסקופ, מעבד אותו לתמונה באיכות גבוהה, מוסיף גרפיקה ופלט לתצוגה או מקליט. עבור אנדוסקופים רפואיים ותעשייתיים מקצועיים, לוח DSP ייעודי מציע חביון נמוך, תכונות מתקדמות ועצמאות ממחשב. מודול מצלמת אנדוסקופ 4k דורש DSP חזק המסוגל להתמודד עם קצבי נתונים מסיביים. בעוד שמודול מצלמת USB הוא אלטרנטיבה פשוטה יותר, בעלות נמוכה יותר לשימוש צרכני או חצי מקצועי, מודול מצלמת אנדוסקופ מותאם אישית בשילוב עם לוח DSP ייעודי מספק את הביצועים והאמינות הנדרשים בחדרי ניתוח וברצפות המפעל.
אם אתה צריך מודול מצלמת אנדוסקופ מותאם אישית או מערכת אנדוסקופ מלאה עם לוח DSP, צור קשר עם Sincere. אנו מספקים שירותי עיצוב וייצור מקצה לקצה.
