一种视频存储装置及内窥镜设备的制作方法

1.本实用新型涉及视频处理技术领域，特别涉及一种视频存储装置及内窥镜设备。


背景技术：

2.目前，内窥镜设备(如硬镜检查设备)所采集图像的显示的发展方向是朝着4k 3d(三维)发展，4k的意思是目前硬镜领域对图像高清显示的要求越来越高，4k超高清显示已经是高端内窥镜设备的必配。
3.现有技术中，内窥镜设备的4k显示虽然已经能够实现，但由于4k视频数据量大，对存储带宽要求很高，需要较高的数据处理能力，在现有的医疗硬镜检查领域，还没有能够实现4k视频存储功能的设备出现。因此，如何能够实现内窥镜设备的4k视频存储功能，提升用户体验，是现今急需解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种视频存储装置及内窥镜设备，以实现内窥镜设备的4k视频存储功能，提升用户体验。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种视频存储装置，包括：
6.视频拆分转换模块，用于对内窥镜设备采集的原始图像数据进行拆分，获取预设数量路的拆分图像数据，并将各路所述拆分图像数据转换为各自对应的mipi信号；其中，所述预设数量大于或等于2；
7.与所述视频拆分转换模块连接的视频拼接编码模块，用于接收各路所述mipi信号，对所述mipi信号对应的拆分图像数据进行拼接编码，获取所述原始图像数据对应的存储图像数据，并利用连接的存储器对所述存储图像数据进行存储。
8.可选的，所述视频拆分转换模块，包括：
9.视频采集拆分单元，用于获取所述原始图像数据，并对所述原始图像数据进行拆分，得到所述预设数量路的拆分图像数据；
10.与所述视频采集拆分单元连接的视频转换单元，用于将各路所述拆分图像数据转换为各自对应的mipi信号。
11.可选的，所述视频转换单元的数量为所述预设数量；其中，每个所述视频转换单元用于将各自接收的一路所述拆分图像数据转换为对应的一路mipi信号。
12.可选的，每个所述视频转换单元通过hdmi接口与所述视频采集拆分单元连接，具体用于将各自接收的一路所述拆分图像数据对应的hdmi信号转换为对应的一路mipi信号。
13.可选的，所述视频拼接编码模块包括usb接口，用于通过所述usb接口将所述存储图像数据发送到所述存储器中存储。
14.可选的，所述原始图像数据为分辨率4k或4k以上的医疗图像数据。
15.可选的，所述视频拼接编码模块，包括：
16.与所述视频拼接编码模块连接的视频输入单元，用于接收各路所述mipi信号，获
取所述mipi信号对应的拆分图像数据；
17.与所述视频输入单元连接的视频处理拼接单元，用于对所述拆分图像数据进行视频处理和拼接，获取所述原始图像数据；
18.与所述视频处理拼接单元连接的视频编码单元，用于对所述原始图像数据进行编码，获取所述存储图像数据。
19.可选的，所述视频处理拼接单元，包括：
20.与所述视频输入单元连接的视频处理子单元，用于对各路所述拆分图像数据进行帧率控制和像素格式转换，获取各路所述拆分图像数据各自对应的目标像素格式的待拼接图像数据；
21.与所述视频处理子单元连接的视频拼接子单元，用于对各路所述待拼接图像数据进行拼接，获取所述原始图像数据。
22.可选的，视频编码单元包括录像通道和拍照通道；其中，所述录像通道用于对所述原始图像数据中的视频数据进行编码，获取所述视频数据对应的存储图像数据；所述拍照通道用于对所述原始图像数据中的抓拍图像数据进行编码，获取所述抓拍图像数据对应的存储图像数据。
23.可选的，所述视频输入单元的数量为所述预设数量；其中，每个所述视频输入单元用于获取各自接收的一路所述mipi信号对应的拆分图像数据。
24.此外，本实用新型还提供了一种内窥镜设备，包括：如上述所述的视频存储装置。
25.本实用新型所提供的一种视频存储装置，包括：视频拆分转换模块，用于对内窥镜设备采集的原始图像数据进行拆分，获取预设数量路的拆分图像数据，并将各路拆分图像数据转换为各自对应的mipi信号；与视频拆分转换模块连接的视频拼接编码模块，用于接收各路mipi信号，对mipi信号对应的拆分图像数据进行拼接编码，获取原始图像数据对应的存储图像数据，并利用连接的存储器对存储图像数据进行存储；
26.可见，本实用新型通过视频拆分转换模块的设置，能够将内窥镜设备采集的数据量较大的4k视频进行拆分，并转换为视频拼接编码模块所能支持的mipi信号；通过视频拼接编码模块的设置，能够将拆分的4k视频进行拼接，并在编码后存储到连接的存储器，实现了内窥镜设备的4k视频存储功能，提升了用户体验。此外，本实用新型还提供了一种内窥镜设备，同样具有上述有益效果。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型实施例所提供的一种视频存储装置的结构框图；
29.图2为本实用新型实施例所提供的另一种视频存储装置的结构示意图；
30.图3为本实用新型实施例所提供的另一种视频存储装置的视频拼接编码模块的结构示意图；
31.图4为本实用新型实施例所提供的另一种视频存储装置的编码存储示意图。
具体实施方式
32.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.请参考图1，图1为本实用新型实施例所提供的一种视频存储装置的结构框图。该装置可以包括：
34.视频拆分转换模块10，用于对内窥镜设备采集的原始图像数据进行拆分，获取预设数量路的拆分图像数据，并将各路拆分图像数据转换为各自对应的mipi信号；其中，预设数量大于或等于2；
35.与视频拆分转换模块10连接的视频拼接编码模块20，用于接收各路mipi信号，对mipi信号对应的拆分图像数据进行拼接编码，获取原始图像数据对应的存储图像数据，并利用连接的存储器对存储图像数据进行存储。
36.其中，本实施例中的视频拆分转换模块10可以将内窥镜设备采集的原始数据流(即原始图像数据)拆分为2路或2路以上(即预设数量)的数据流，并转换为视频拼接编码模块20所支持的mipi(mobile industry processor interface，移动通信行业处理器接口)信号，使视频拼接编码模块20能够通过mipi接口接收各路拆分的数据流，并拼接合成原始数据流再进行编码存储，实现内窥镜设备的4k视频存储功能。
37.具体的，本实施例中的内窥镜设备可以为进行医疗图像采集的设备，如硬镜检查设备和软镜检查设备等；内窥镜设备采集的原始图像数据可以为内窥镜设备采集的能够进行显示的图像数据，如图2中的3840*2160@60fps的yuv422 10bit图像(即4k图像)。
38.可以理解的是，由于现有内窥镜设备中用于原始图像数据的采集输出的处理器件(如fpga，现场可编程逻辑门阵列)的输出采用的是视频接口(如hdmi接口，即高清多媒体接口)，而视频拼接编码模块20并不支持视频接口，因此，本实施例中利用视频拆分转换模块10将视频接口输出的原始图像数据转换为mipi信号。并且，内窥镜设备采集的原始图像数据可以为分辨率4k或4k以上(如8k和16k等)的医疗图像数据；如内窥镜设备采集的原始图像数据为分辨率4k的医疗图像数据(即4k图像)时，原始图像数据可以为3840*2160@60fps的yuv422 10bit图像，依据数据量进行带宽计算，yuv422本来就需要16bit，再加上一些控制位，可能色彩深度就为24bit，3840*2160*60*8*3＝11.94gbps；例如：1920
×
1080表示行有1920个像素，列有1080个像素，色彩深度(即位深)可以表示单个像素中各个颜色分量的比特数；对于mipi信号的传输，硬件上大多支持4line，每条line最大支持2.5gbps/line，即在4line的场景下，每个mipi接口的mipi带宽最大为10gbps，使得单个mipi接口的mipi带宽已经无法满足原始图像数据的传输需求，因此，本实施例中利用视频拆分转换模块10将原始图像数据拆分为预设数量路的拆分图像数据，以通过预设数量的mipi接口将各自对应的一路拆分图像数据传输到视频拼接编码模块20，例如预设数量为2时，视频拆分转换模块10可以将原始图像数据中的每个画面拆分为左右两幅画面。
39.具体的，对于本实施例中的视频拆分转换模块10的具体结构，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如视频拆分转换模块10可以包括：视频采集拆分单元，用
于获取内窥镜设备采集的原始图像数据，并对原始图像数据进行拆分，得到预设数量路的拆分图像数据；与视频采集拆分单元连接的视频转换单元，用于将各路拆分图像数据转换为各自对应的mipi信号。
40.对应的，对于本实施例中视频拆分转换模块10中的视频采集拆分单元和视频转换单元的具体部件类型和连接方式，可以由设计人员自行设置，如本实施例中的视频采集拆分单元可以直接采用内窥镜设备中用于原始图像数据的采集输出的处理器件，如fpga；视频采集拆分单元也可以为与内窥镜设备中处理器件连接的视频拆分器件，如视频拆分器件可以通过视频接口(如hdmi接口)与内窥镜设备中的处理器件连接，接收原始图像数据，并对原始图像数据进行拆分，得到预设数量路的拆分图像数据。
41.相应的，本实施例中的视频转换单元的数量可以为1，即该视频转换单元可以通过预设数量的视频接口与视频采集拆分单元连接，用于对预设数量路的拆分图像数据分别进行转换，得到预设数量路的mipi信号；视频转换单元的数量也可以大于或等于2，如视频转换单元的数量可以为预设数量，即每个视频转换单元用于将各自接收的一路拆分图像数据转换为对应的一路mipi信号；如图2所示，视频转换单元可以采用接口转换芯片(如ltc6911uxc芯片)，即接口转换芯片能够将接收的hdmi信号转换为相应的mipi信号，每个接口转换芯片可以将通过hdmi接口接收的一路拆分图像数据转换为相应的mipi信号并通过mipi接口传输给视频处理芯片(即视频拼接编码模块20，如海思平台的hi3559系列的视频处理芯片)，从而通过2个接口转换芯片的设置，将视频采集拆分单元拆分3840*2160数据流(即原始图像数据)得到的两路1920*2160数据流(即拆分图像数据)转换为相应的两路mipi信号并传输到视频拼接编码模块20。
42.需要说明的是，本实施例中的视频拼接编码模块20可以对通过mipi接口接收的预设数量路的拆分图像数据进行拼接，得到原始图像数据，并在编码后放入指定的缓冲区，以传输到连接的存储器中进行存储；如图2所示，视频处理芯片(即视频拼接编码模块20)可以利用视频拼接技术，将两路1920*2160数据流(即拆分图像数据)拼接合并成3840*2160数据流(即原始图像数据)并进行编码存储。
43.具体的，对于本实施例中的视频拼接编码模块20的具体部件类型，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如视频拼接编码模块20可以采用如图2所示的视频处理芯片，只要视频拼接编码模块20可以对通过mipi接口接收的预设数量路的拆分图像数据进行拼接编码，获取原始图像数据对应的存储图像数据，并利用连接的存储器对存储图像数据进行存储，本实施例对此不做任何限制。
44.对应的，对于本实施例中的视频拼接编码模块20的具体结构，可以由设计人员自行设置，如视频拼接编码模块20可以包括与视频拼接编码模块20连接的视频输入单元，用于接收各路mipi信号，获取mipi信号对应的拆分图像数据；与视频输入单元连接的视频处理拼接单元，用于对拆分图像数据进行视频处理和拼接，获取原始图像数据；与视频处理拼接单元连接的视频编码单元，用于对原始图像数据进行编码，获取存储图像数据。
45.具体的，本实施例中的视频输入单元的数量可以为1，即该视频输入单元获取接收的预设数量路的mipi信号对应的拆分图像数据；视频输入单元的数量也可以大于或等于2，如视频输入单元的数量可以为预设数量，即每个视频输入单元(如图3中的vi设备)用于获取各自接收的一路mipi信号对应的拆分图像数据。如图3所示，2个(即预设数量)的vi设备
(即视频输入单元)可以相互独立，分别通过各自的输入设备(dev)、输入管道(输入pipe)、物理通道(phy_chn)和扩展通道(ext_chn)，对各自接收的一路mipi信号进行处理；其中，输入设备可以支持时序解析；相应的，本实施例可以在软件上配置mipi信号的硬件通路和采集的数据格式。输入管道可以具有isp(image signal processing，图像信号处理)的相关处理功能，主要是对图像进行流水线处理，输出yuv图像格式给后续通道；本实施例中由于拆分图像数据为yuv数据流，输入管道的isp功能可以配置为bypass(通路)。物理通道可以具有裁剪等功能，以约定从输出尺寸接口。扩展通道可以具有缩放、裁剪、鱼眼矫正等功能，以输出用户设置的目标图像。
46.其中，如图3所示，本实施例中的视频处理拼接单元可以包括与视频输入单元(vi)连接的视频处理子单元(vpss)，用于对各路拆分图像数据进行帧率控制和像素格式转换，获取各路拆分图像数据各自对应的目标像素格式的待拼接图像数据；与视频处理子单元连接的视频拼接子单元(avs)，用于对各路待拼接图像数据进行拼接，还原并获取原始图像数据。
47.对应的，上述视频处理子单元(vpss)所支持的具体图像处理功能可以包括frc(frame rate control，帧率控制)、crop(裁剪)、sharpen、3dnr(去噪)、scale(缩放)、像素格式转换、ldc(镜头畸变校正)、spread(展宽处理)、固定角度旋转、任意角度旋转、鱼眼校正、overlayex(视频叠加区域)、mosaic(马赛克)、mirror(水平镜像)/flip(上下翻转)、hdr(高动态范围成像)、aspect ratio(幅形比)、压缩解压等；由于本实施例中原始图像数据拆分的拆分图像数据已经是经过处理后的数据，本实施例中视频处理子单元可以用于完成帧率控制功能和像素格式转换功能；帧率控制功能可以控制各group(组)对输入图像的接收和控制各个物理通道和扩展通道图像的处理；像素格式转换功能可以将输入的图像格式转换成后续的视频编码单元支持的格式，如海思平台的视频处理芯片的h265编码支持接收yuv格式图像输入，只支持semi-planar yvu 4:2:0和单分量的输入(pixel_format_yuv_400)，所以视频处理子单元可以将yuv422的拆分图像数据转换成yuv420的待拼接图像数据。
48.相应的，上述视频拼接子单元(avs)可以对多路图像进行全景拼接，并且按照指定的投影模式输出图像，并且能够支持水平、垂直或田字形的非融合拼接。也就是说，本实施例中视频拼接子单元可以对预设数量路的待拼接图像数据进行全景拼接，获取原始图像数据；如图3所示，视频拼接子单元可以对视频处理后的双路1920*2160@60fps的图像(即待拼接图像数据)进行拼接还原成原始的3840*2160@60fps图像(即原始图像数据)。
49.可以理解的是，上述视频编码单元(如图3中的venc)可以对拼接得到的原始图像数据进行编码，得到相应的存储图像数据；如视频编码单元可以支持视频存储编码(如h.264编码和h.265编码等)和图像编码(如mjpeg编码)，以对原始图像数据中的视频数据和抓拍图像数据分别进行编码，实现视频存储和视频抓拍图像的存储。也就是说，本实施例中视频编码单元包括录像通道和拍照通道；其中，录像通道用于对原始图像数据中的视频数据进行编码(如h.265编码)，获取视频数据对应的存储图像数据；拍照通道用于对原始图像数据中的抓拍图像数据进行编码(如mjpeg编码)，获取抓拍图像数据对应的存储图像数据。如图4所示，两路mipi rx图像数据(即拆分图像数据)经过vpss和avs之后合成为一张完整图像，在venc中进行编码；venc可以设置2个独立的通道，其中通道0(即录像通道)可以用于
录像的编码和缓存，而通道1(即拍照通道)用于抓拍图像的编码和缓存。
50.具体的，本实施例所提供的视频拼接编码模块20可以与存储器连接，以将拼接得到的原始图像数据对应的编码后的存储图像数据存储到存储器，实现内窥镜设备的视频存储功能。对于本实施例中视频拼接编码模块20与存储器连接的具体方式，即视频拼接编码模块20上设置的用于与存储器连接的通信接口的具体类型，可以由设计人员自行设置，如图2所示，该通信接口可以为usb接口(如usb3.0接口)，即视频拼接编码模块20可以包括usb接口，视频拼接编码模块20可以通过usb接口将存储图像数据发送到存储器(如u盘)中存储。
51.本实用新型通过视频拆分转换模块10的设置，能够将内窥镜设备采集的数据量较大的4k视频进行拆分，并转换为视频拼接编码模块20所能支持的mipi信号；通过视频拼接编码模块20的设置，能够将拆分的4k视频进行拼接，并在编码后存储到连接的存储器，实现了内窥镜设备的4k视频存储功能，提升了用户体验。
52.相应于上面的视频存储装置实施例，本实用新型实施例还提供了一种内窥镜设备，下文描述的一种内窥镜设备与上文描述的一种视频存储装置可相互对应参照。
53.一种内窥镜设备，包括：如上述实施例所提供的视频存储装置。
54.具体的，本实施例所提供的内窥镜设备可以具体为硬镜检查设备。
55.以上对本实用新型所提供的一种视频存储装置及内窥镜设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。