本發(fā)明涉及圖像處理，涉及一種基于無線傳輸的遙操作手術視頻發(fā)射系統(tǒng)。
背景技術：
：：1、遙操作手術起源于微創(chuàng)手術對手術機器人的需求，在近年來備受關注且發(fā)展迅速。微創(chuàng)手術是一種在無需對患者造成較大創(chuàng)口的情況下，主要通過內窺鏡及各種顯像技術使外科醫(yī)生順利實施治療的手術方式。2、微創(chuàng)手術由于對手術機器人技術的合理化應用，而形成了遙操作手術系統(tǒng)，其通常由若干個從手術機械臂和視頻傳輸成像系統(tǒng)及一個手術主控制臺組成，三個獨立的子系統(tǒng)實施手術時各有分工，簡單來說，主治醫(yī)生站在主控臺旁控制手術系統(tǒng)，機械手末端可以安裝內窺鏡以及各種手術器械，直接置入病人體內的病灶區(qū)域，而整個過程中，醫(yī)生只需要通過對病灶區(qū)域的反饋圖像進行觀察，控制操縱器的搖桿或按鍵，就可以操控機械手輕松完成手術操作。3、但目前，我國把研究重點和精力放在手術機器人的機械手控制和手術刀的力反饋方面，卻很少提及手術視頻傳輸方面的研究，但手術視頻作為醫(yī)生的眼睛在未來發(fā)展方面同樣也不可忽略。傳輸的清晰度從以前480p到720到現在本系統(tǒng)主要研究的1080p再到以后隨著科技不斷發(fā)展必然要研究2k和4k視頻等等，高清視頻，超清視頻甚至藍光視頻的傳輸是以后發(fā)展的大勢所趨。技術實現思路1、針對現有技術中的上述不足，本發(fā)明提供的一種基于無線傳輸的遙操作手術視頻發(fā)射系統(tǒng)，解決了現有技術中在醫(yī)學領域手術中手術視頻處理效率低下的問題。2、為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案為：一種基于無線傳輸的遙操作手術視頻發(fā)射系統(tǒng)，包括：3、視頻采集模塊、視頻壓縮模塊、數據整合模塊和無線發(fā)送模塊；4、視頻采集模塊，用于采集四路圖像數據；5、視頻壓縮模塊和視頻采集模塊連接，用于對四路圖像數據進行壓縮；6、數據整合模塊和視頻壓縮模塊連接，用于接收壓縮后的四路圖像數據，并對壓縮后的四路圖像數據進行整合；7、無線發(fā)送模塊和數據整合模塊連接，用于將整合后的四路圖像數據合并為一路并發(fā)送至無線信道進行傳輸。8、上述方案的有益效果是：本發(fā)明通過視頻壓縮模塊，減少了原始視頻數據的大小，使得數據傳輸和存儲更為高效，降低了網絡帶寬需求和存儲成本。數據整合模塊通過合理組織和打包數據，優(yōu)化了數據流結構，使得無線發(fā)送更加順暢，減少了數據處理和傳輸中的潛在延遲和丟包現象。高效的數據處理和傳輸機制減少了對昂貴硬件資源的需求，同時無線傳輸方式也為安裝和布線提供了便利，進一步降低了部署和運維成本。進而提升了手術中手術視頻的處理和傳輸效率。9、進一步地，視頻采集模塊包括4個ov5640攝像頭、sn74avca164245電平轉換芯片、sn74avc2t45芯片和pca9306芯片；10、每個ov5640攝像頭分別用于采集一路圖像數據；11、ov5640攝像頭的外部時鐘信號為24mhz的晶振。12、進一步地，視頻壓縮模塊包括dsp芯片；13、dsp芯片的型號為tms320dm368；14、dsp芯片的第一管腳與每個ov5640攝像頭的第一管腳通過sn74avca164245電平轉換芯片連接，sn74avca164245電平轉換芯片用于匹配每個ov5640攝像頭的第一管腳電壓和dsp芯片的第一管腳電壓；15、dsp芯片的第二管腳與每個ov5640攝像頭的第二管腳通過sn74avc2t45芯片連接，sn74avc2t45芯片用于實現reset復位信號和pwdn使能信號的電平轉換；16、dsp芯片的第三管腳與每個ov5640攝像頭的第三管腳通過pca9306芯片連接，pca9306芯片用于，實現對sccb控制總線的電壓雙向轉換。17、上述進一步方案的有益效果是：每個ov5640攝像頭是一款高性能的500萬像素傳感器，能夠提供清晰、高質量的圖像數據；sn74avca164245電平轉換芯片用于在不同電壓電平的系統(tǒng)間傳輸信號，確保了ov5640攝像頭(可能運行在較低電壓水平)與后續(xù)更高電壓電平的邏輯電路之間的信號兼容性和完整性，避免了信號損失或損壞；sn74avc2t45芯片作為高速信號開關和電平轉換器，它增強了系統(tǒng)在高速數據傳輸時的信號質量，特別是在不同電源域之間，有助于維持信號的穩(wěn)定性和減少噪聲干擾；pca9306芯片作為i2c總線電平轉換器，允許在攝像頭模塊和其他i2c設備間即使存在不同的電源電壓也能進行有效通信。使用24mhz的外部晶振為ov5640攝像頭提供時鐘信號，確保了攝像頭能夠以精確且穩(wěn)定的頻率工作，這對于同步數據采集和維持視頻流的連續(xù)性至關重要，有助于減少圖像失真和提升整體系統(tǒng)性能。18、進一步地，dsp芯片包括視頻處理前端vpss、arm子系統(tǒng)、hdvicp處理器、mjcp處理器、視頻處理后端vpbe和外圍設備；19、視頻處理前端vpss用于對四路圖像數據進行采集；20、arm子系統(tǒng)用于執(zhí)行系統(tǒng)控制任務，系統(tǒng)控制任務包括系統(tǒng)初始化、配置和運行命令；21、hdvicp處理器用于實現h.264編碼；22、mjcp處理器用于運行圖像處理算法，圖像處理算法處理的圖片格式包括mpeg和jpeg；23、視頻處理后端vpbe用于連接多種外部顯示器；24、外圍設備用于通信、調試、控制和提供接口。25、上述進一步方案的有益效果是：dsp芯片tms320dm368通過其高度集成的設計和專業(yè)化的處理單元，實現了從視頻數據采集、處理、編碼到顯示的全鏈條優(yōu)化，為構建高效、靈活、高質量的視頻處理系統(tǒng)提供了堅實的基礎。26、進一步地，每個ov5640攝像頭的8位數據信號d[7:0]和dsp芯片的vpfe端口的yin[7:0]輸入接口連接；27、每個ov5640攝像頭的時鐘信號c_pclk和dsp芯片的vpfe端口的pclk輸入接口連接；28、每個ov5640攝像頭的行同步信號c_hd和dsp芯片的vpfe端口的hd輸入接口連接；29、每個ov5640攝像頭的場同步信號c_vd和dsp芯片的vpfe端口的vd輸入接口連接。30、上述進一步方案的有益效果是：通過將攝像頭的8位數據信號d[7:0]直接連接到dsp芯片的yin[7:0]輸入接口，確保了圖像像素數據能夠以最短的延遲和最高的完整性被捕捉和處理，保證了視頻流處理的實時性。c_pclk(像素時鐘信號)的直接連接到pclk接口，保證了數據采樣的精確時序，每一個像素數據都在正確的時鐘沿被讀取，避免了數據錯位或丟失，提高了圖像重建的質量。c_hd(行同步信號)和c_vd(場同步信號)分別連接到hd和vd接口，使得dsp能夠明確識別每一行和每一幀的起始位置，這對于形成完整的視頻幀、避免畫面撕裂現象、保持視頻流暢性有決定性作用。31、進一步地，數據整合模塊包括接口處理單元、數據整合單元和打包發(fā)送單元；32、其中，數據整合單元包括fpga芯片；33、fpga芯片的型號為ep4ce30f23c6n；34、fpga芯片與dsp芯片的emif接口連接，emif接口用于傳輸壓縮后的四路圖像數據；35、fpga芯片用于對壓縮后的四路圖像數據進行交織編碼，得到交織編碼后的圖像數據，對交織編碼后的圖像數據進行打包并利用千兆網口發(fā)送至無線發(fā)射模塊。36、上述進一步方案的有益效果是：fpga芯片具有高度并行處理能力和可編程性，能夠針對圖像數據的交織編碼進行定制化設計，加速了圖像數據處理速度，提高了整個系統(tǒng)的實時性。emif接口與dsp芯片相連，保證了高速、穩(wěn)定的數據交換，使得壓縮后的圖像數據能快速傳遞給fpga進行后續(xù)處理，優(yōu)化了系統(tǒng)內部的數據流通效率。fpga對交織編碼后的圖像數據進行智能打包，能夠更有效地利用千兆網口的帶寬資源，確保高數據量的圖像信息能及時、無損地通過網絡發(fā)送至無線發(fā)射模塊，減少了網絡擁堵和等待時間。37、進一步地，fpga芯片包括5個fifo、交織處理模塊、udp協(xié)議模塊、控制器模塊和pll鎖相環(huán)模塊；38、交織處理模塊用于對壓縮后的四路圖像數據進行交織編碼。39、上述進一步方案的有益效果是：交織編碼技術在fpga上實現，可以在數據包級別重新組織圖像數據，分散連續(xù)錯誤的影響，提高數據恢復的可能性，這對于無線傳輸中的數據包丟失或損壞尤其重要，增強了數據傳輸的魯棒性。40、進一步地，無線發(fā)送模塊包括wifi模塊skw77；41、wifi模塊skw77兼容802.11b/g/n，采用的射頻為2x2?mimo，最高速率為300mbps；42、wifi模塊skw77包括雙路pa和lna，每路pa和lna的最低發(fā)射輸出功率為+28dbm；43、wifi模塊skw77的外部電源分別為+5.0v和+3.3v。44、進一步地，wifi模塊skw77包括mt7620a芯片；45、mt7620a芯片包括指令指針寄存器、內存存取器、單個錯誤校正碼、數據幀緩存、媒體介入控制層、基帶處理器、sch、sec?tables和packet?buffer。46、單個錯誤校正碼用于給傳輸的數據加入校驗碼。47、上述進一步方案的有益效果是：單個錯誤校正碼能夠在數據傳輸過程中加入校驗碼，當數據包在無線傳輸中遭遇輕微干擾或噪聲導致單比特錯誤時，接收端可以通過校驗碼自動檢測并糾正這一錯誤，從而確保接收到的數據準確性，提高數據傳輸的可靠性。進一步地，提升了wifi模塊skw77在復雜無線環(huán)境中的表現和用戶體驗。當前第1頁12當前第1頁12