Lượt xem: 0 Tác giả: Site Editor Thời gian xuất bản: 28-05-2026 Nguồn gốc: Địa điểm
Hệ thống nội soi không chỉ là một camera nhỏ ở đầu ống mềm. Phía sau, một bảng mạch chuyên dụng xử lý dữ liệu hình ảnh thô từ mô-đun camera nội soi, chuyển đổi nó thành tín hiệu video có thể xem được và thường xử lý các chức năng lưu trữ và hiển thị. Bảng này thường được gọi là bảng DSP (board Bộ xử lý tín hiệu số). Trong bài viết này, chúng tôi giải thích chức năng của bảng DSP, tại sao nó lại cần thiết cho các hệ thống nội soi hiện đại và nó khác với việc chỉ sử dụng Mô-đun máy ảnh USB như thế nào.
Bảng DSP là một mạch điện tử lấy đầu ra kỹ thuật số thô từ cảm biến camera mô-đun và thực hiện xử lý hình ảnh theo thời gian thực. Cảm biến bên trong mô-đun camera nội soi ghi lại mẫu Bayer hoặc dữ liệu RGB thô. Dữ liệu thô này không thể xem trực tiếp được; nó phải được khử màu, cân bằng trắng, chỉnh màu và thường được nén. Bảng DSP xử lý các tác vụ này, xuất ra định dạng video tiêu chuẩn như HDMI, video tổng hợp (CVBS) hoặc video USB.
Trong các hệ thống nội soi cũ, bảng DSP là một hộp lớn, riêng biệt. Ngày nay, nó có thể nhỏ như một con tem bưu chính và được tích hợp vào vỏ máy ảnh hoặc bộ xử lý chính. Đối với mô-đun camera nội soi 4k, bo mạch DSP phải đủ mạnh để xử lý video 4K ở tốc độ 30 hoặc 60 khung hình mỗi giây.
Xử lý hình ảnh thô – Chuyển đổi dữ liệu thô của Bayer từ cảm biến CMOS thành hình ảnh đủ màu. Điều này bao gồm khử màu, nội suy màu và cân bằng trắng.
Cải thiện hình ảnh – Áp dụng làm sắc nét, giảm nhiễu, điều chỉnh độ tương phản và nâng cao cạnh để cải thiện chất lượng hình ảnh.
Mã hóa video – Nén luồng video (ví dụ: H.264 hoặc H.265) để ghi hoặc phát trực tuyến.
Hiển thị trên màn hình (OSD) – Phủ văn bản, dấu thập, dấu thời gian hoặc đồ họa đo lường lên video trực tiếp.
Định dạng đầu ra - Chuyển đổi video đã xử lý sang giao diện tiêu chuẩn: HDMI, SDI, USB (UVC) hoặc analog (CVBS).
Kiểm soát lưu trữ – Quản lý việc lưu hình ảnh hoặc video clip vào thẻ nhớ microSD, ổ USB hoặc bộ nhớ trong.
Nhiều máy nội soi USB dành cho người tiêu dùng sử dụng Mô-đun máy ảnh USB kết hợp DSP nhỏ (hoặc chip cầu nối với quá trình xử lý cơ bản) trực tiếp trên bo mạch máy ảnh. Điều này là đủ đối với các camera kiểm tra giá rẻ vì máy tính chủ (PC, máy tính xách tay hoặc điện thoại thông minh) xử lý khối lượng xử lý video nặng. Tuy nhiên, đối với các hệ thống nội soi chuyên nghiệp hoặc y tế, bảng DSP chuyên dụng mang lại một số lợi thế:
Không phụ thuộc vào PC bên ngoài – Hệ thống có thể xuất ra màn hình độc lập mà không cần máy tính.
Độ trễ thấp hơn – Quá trình xử lý được thực hiện trong phần cứng chứ không phải trên hệ điều hành có mục đích chung.
Các tính năng nâng cao – Các công cụ đo lường, đóng băng hình ảnh, PIP (ảnh trong ảnh) và ghi âm được tích hợp trong bảng DSP.
Hiệu suất ổn định – Không bị ảnh hưởng bởi tải CPU hoặc cập nhật trình điều khiển của máy chủ.
Mô-đun camera nội soi tùy chỉnh kết hợp với bảng DSP chuyên dụng là phương pháp tiêu chuẩn dành cho nội soi y tế, nội soi công nghiệp và nội soi video cao cấp.
Tính năng |
Bảng DSP + Mô-đun camera độc lập |
Mô-đun máy ảnh USB |
|---|---|---|
Cần có máy chủ |
Không (đầu ra để giám sát trực tiếp) |
Có (cần có PC, laptop hoặc điện thoại) |
Độ trễ |
Rất thấp (xử lý phần cứng) |
Trung bình (ngăn xếp USB + hệ điều hành) |
Xử lý hình ảnh |
ISP chuyên dụng chất lượng cao |
Dựa vào phần mềm máy chủ (ví dụ: OpenCV) |
Tính di động |
Hệ thống khép kín |
Nhẹ, nhưng cần có máy tính |
Dụng cụ đo lường |
Thường được tích hợp sẵn (đồ họa trên màn hình) |
Phải thực hiện bằng phần mềm |
Trị giá |
Cao hơn (bảng bổ sung) |
Thấp hơn |
sử dụng điển hình |
Y tế, công nghiệp chuyên nghiệp |
Hàng tiêu dùng DIY, bán chuyên nghiệp |
Bảng DSP hiện đại dành cho mô-đun camera nội soi có chứa:
Bộ xử lý hình ảnh – Chip ISP chuyên dụng (ví dụ: từ Ambarella, Novatek hoặc Nextchip).
Bộ vi điều khiển – Quản lý đầu vào nút, menu OSD và điều khiển hệ thống tổng thể.
Bộ mã hóa video – Bộ mã hóa phần cứng H.264/H.265 để ghi.
Bộ nhớ – SDRAM để đệm khung; flash cho phần sụn.
Giao diện đầu ra – HDMI, CVBS, USB (thiết bị hoặc máy chủ) và đôi khi là Ethernet.
Khe lưu trữ – ổ cắm thẻ nhớ microSD.
Nguồn điện – Bộ điều chỉnh cho mô-đun máy ảnh và DSP.
Mô-đun camera nội soi (chứa mô-đun cảm biến camera và ống kính) gửi dữ liệu video thô qua cáp linh hoạt – thường ở định dạng LVDS hoặc MIPI CSI‑2.
Bảng DSP nhận được dữ liệu thô này. Đầu tiên, nó thực hiện hiệu chỉnh mức độ màu đen, hiệu chỉnh điểm ảnh bị lỗi và hiệu chỉnh bóng đổ của ống kính.
Dữ liệu thô của Bayer được chuyển thành RGB, sau đó được chuyển đổi sang không gian màu YUV.
Áp dụng tính năng nâng cao hình ảnh (làm sắc nét, giảm nhiễu, độ tương phản).
Đồ họa OSD được phủ lên.
Video cuối cùng được mã hóa (nếu ghi) và xuất ra màn hình (HDMI, CVBS) hoặc tới máy tính chủ qua USB.
Các điều khiển của người dùng (nút, cần điều khiển, màn hình cảm ứng) được đọc bởi bộ vi điều khiển, điều chỉnh các thông số (thu phóng, độ sáng, chế độ màu).
Mô-đun camera nội soi 4k yêu cầu bảng DSP có khả năng xử lý độ phân giải 4K ở tốc độ 30 hoặc 60 khung hình / giây. Tốc độ dữ liệu rất lớn – khoảng 12 Gbps cho 4K không nén ở tốc độ 30 khung hình / giây. Vì vậy, DSP phải có:
Bộ thu MIPI băng thông cao (4 làn, mỗi làn 1,5 Gbps trở lên).
Lõi ISP mạnh mẽ với khả năng khử sai số và chia tỷ lệ 4K.
Bộ nhớ nhanh (DDR3 hoặc DDR4) để đệm khung.
Bộ mã hóa H.265 để lưu trữ hiệu quả.
Một số chipset của Ambarella (ví dụ: S5L, H22), Novatek hoặc Hisilicon thường được sử dụng trong hệ thống nội soi 4K chuyên nghiệp.
Đối với khách hàng OEM, mô-đun camera nội soi tùy chỉnh có thể được ghép nối với bảng DSP được điều chỉnh cụ thể. Nhà sản xuất có thể điều chỉnh:
Đường cong cân bằng trắng cho đèn LED cụ thể.
Cường độ giảm tiếng ồn dựa trên cấu hình tiếng ồn của cảm biến.
Bố cục menu OSD và các công cụ đo lường.
Độ phân giải đầu ra và tốc độ khung hình.
Sự tích hợp này đảm bảo rằng toàn bộ hệ thống – từ đầu đến màn hình – được tối ưu hóa cho ứng dụng lâm sàng hoặc công nghiệp dự định.
Nếu hệ thống nội soi của bạn đã bao gồm PC hoặc máy tính bảng (ví dụ: để lưu trữ hình ảnh, y tế từ xa hoặc phân tích AI), Mô-đun máy ảnh USB có thể thuận tiện hơn. Mô-đun USB có một chip cầu nhỏ tích hợp giúp xuất ra video UVC và PC chủ xử lý tất cả quá trình xử lý, ghi và đo lường. Điều này làm giảm chi phí phần cứng và độ phức tạp. Tuy nhiên, bạn phải hy sinh độ trễ thấp và tính độc lập với máy tính.
Tại Chân thành, chúng tôi thiết kế và sản xuất cả mô-đun camera nội soi và bảng DSP đồng hành. Phạm vi sản phẩm của chúng tôi bao gồm:
Bảng DSP độc lập cho mô-đun camera nội soi 1080p và 4k, có đầu ra HDMI và CVBS.
Giải pháp dựa trên Mô-đun Camera USB cho các hệ thống được kết nối với PC.
Mô-đun camera nội soi tùy chỉnh được ghép nối với chương trình cơ sở DSP tùy chỉnh (OSD, công cụ đo lường, giao diện người dùng).
Chúng tôi cũng có thể tích hợp cảm biến camera mô-đun mà bạn chọn (Sony IMX, OmniVision) với bảng DSP được điều chỉnh cho phù hợp với môi trường công nghiệp hoặc lâm sàng của bạn.
Bảng DSP là bộ não của hệ thống nội soi. Nó lấy video thô từ mô-đun camera nội soi, xử lý thành hình ảnh chất lượng cao, thêm đồ họa và xuất ra màn hình hoặc máy ghi. Đối với máy nội soi y tế và công nghiệp chuyên nghiệp, bảng DSP chuyên dụng mang lại độ trễ thấp, các tính năng nâng cao và độc lập với PC. Mô-đun camera nội soi 4k yêu cầu DSP mạnh mẽ có khả năng xử lý tốc độ dữ liệu lớn. Trong khi Mô-đun camera USB là giải pháp thay thế đơn giản hơn, chi phí thấp hơn dành cho người tiêu dùng hoặc người bán chuyên nghiệp thì mô-đun camera nội soi tùy chỉnh kết hợp với bảng DSP chuyên dụng sẽ mang lại hiệu suất và độ tin cậy cần thiết trong phòng mổ và nhà máy.
Nếu bạn cần mô-đun camera nội soi tùy chỉnh hoặc hệ thống nội soi hoàn chỉnh có bảng DSP, hãy liên hệ với Chân thành. Chúng tôi cung cấp các dịch vụ thiết kế và sản xuất từ đầu đến cuối.
