用于將時鐘和控制信號傳送至遠(yuǎn)程攝像機(jī)單元的系統(tǒng)、方法和計算機(jī)可讀介質(zhì)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]嵌入式成像系統(tǒng)、例如管道鏡或內(nèi)窺鏡可用來查看感興趣體積(原本可能難以訪問或查看)中得到的成像信息。例如，內(nèi)窺鏡可插入患者體內(nèi)，供查看患者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和/或過程。作為另一個示例，管道鏡可用來查看機(jī)器、大樓或其他結(jié)構(gòu)的難以訪問部分(例如管路或管道系統(tǒng)的內(nèi)部分)的圖像。插入感興趣體積中的嵌入式成像系統(tǒng)的部分可受到尺寸(例如直徑)限制，因為裝置過大可能無法插入某些體積中。
[0002]這類裝置可使用固態(tài)裝置、例如電荷耦合器件(CCD)來捕獲感興趣體積中的圖像。但是，CCD例如可要求組幀信息，其是芯片外生成的，因而當(dāng)這種信息在嵌入式圖像系統(tǒng)的遠(yuǎn)端來生成時引起增加的尺寸和/或成本要求。在利用增加的分辨率成像技術(shù)、例如高清晰度(HD)的應(yīng)用中，可加劇提供適當(dāng)尺寸的嵌入式成像系統(tǒng)的困難和/或挑戰(zhàn)。
[0003]例如，在嵌入式成像應(yīng)用中，具有驅(qū)動圖像捕獲裝置的有效計時(clocking)方案會是有用的。但是，例如在管道鏡中，線束的截面直徑可服從與線束受到限制的線纜的數(shù)量和/或尺寸有關(guān)的尺寸準(zhǔn)則或要求。另外，用于對配置成插入感興趣體積中的管道鏡的一部分的計時解決方案的可用體積因線纜或束的成像頭的小尺寸而受到限制。如果時鐘在配置為感興趣體積外部的管道鏡的一部分來生成并且通過線纜或束來傳送，則線纜或束可需要為相當(dāng)大以傳送這類時鐘，例如，如果時鐘處于較高頻率、例如與高分辨率(例如HD)應(yīng)用關(guān)聯(lián)的頻率時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個實施例中，提供一種包括編碼模塊、成像模塊和線纜的嵌入式成像系統(tǒng)。編碼模塊設(shè)置成接近系統(tǒng)的近端。近端配置成在由嵌入式成像系統(tǒng)在感興趣體積中進(jìn)行成像期間定位在感興趣體積外部。編碼模塊配置成編碼幀同步信息，供控制設(shè)置成接近系統(tǒng)的遠(yuǎn)端的電子器件。遠(yuǎn)端配置成在感興趣體積的成像期間定位在感興趣體積中。編碼模塊配置成將幀同步信息編碼為包括參考時鐘的定時信息。在一些實施例中，參考時鐘可具有比幀同步信息的頻率低的頻率。成像模塊設(shè)置成接近遠(yuǎn)端，并且包括圖像捕獲裝置和解碼模塊。圖像捕獲裝置配置成得到感興趣體積的至少一部分的成像信息。解碼控制模塊配置成得到定時信息，對定時信息進(jìn)行解碼以得到與編碼模塊所編碼的幀同步信息對應(yīng)的恢復(fù)幀同步信息，并且使用恢復(fù)幀同步信息來控制圖像捕獲裝置。線纜插入近端與遠(yuǎn)端之間，并且配置用于通過其將定時信息從近端傳遞到遠(yuǎn)端，并且用于通過其將成像信息從遠(yuǎn)端傳遞到近端。
[0005]在另一個實施例中，提供一種方法，其包括在設(shè)置成接近嵌入式成像系統(tǒng)的近端的一個或多個處理單元來生成幀同步信息。近端配置成在由嵌入式成像系統(tǒng)在感興趣體積中進(jìn)行成像期間定位在感興趣體積外部。幀同步信息配置成提供組幀信息，供控制設(shè)置成接近嵌入式成像系統(tǒng)的遠(yuǎn)端的圖像捕獲裝置。遠(yuǎn)端配置成在感興趣體積的成像期間定位在感興趣體積中。該方法還包括在設(shè)置成接近嵌入式成像系統(tǒng)的近端的一個或多個處理單元將幀同步信息編碼為包括參考時鐘(其具有比幀同步信息的頻率低的頻率)的定時信息。另外，該方法包括經(jīng)由插入近端與遠(yuǎn)端之間的線纜將定時信息從近端傳送到遠(yuǎn)端。此外，該方法包括在設(shè)置成接近嵌入式成像系統(tǒng)的遠(yuǎn)端的一個或多個處理單元對定時信息進(jìn)行解碼，以得到與幀同步信息對應(yīng)的恢復(fù)幀同步信息。該方法還包括使用恢復(fù)幀同步信息來控制圖像捕獲裝置，以得到成像信息。
[0006]在另一個實施例中，提供一種有形和非暫時計算機(jī)可讀介質(zhì)。計算機(jī)可讀介質(zhì)包括一個或多個計算機(jī)軟件模塊，其配置成指導(dǎo)一個或多個處理器接近嵌入式成像系統(tǒng)的近端來生成幀同步信息。近端配置成在由嵌入式成像系統(tǒng)在感興趣體積中進(jìn)行成像期間定位在感興趣體積外部。幀同步信息配置成提供組幀信息，供控制設(shè)置成接近嵌入式成像系統(tǒng)的遠(yuǎn)端的圖像捕獲裝置。遠(yuǎn)端配置成在感興趣體積的成像期間定位在感興趣體積中。一個或多個計算機(jī)軟件模塊還配置成指導(dǎo)一個或多個處理器接近近端將幀同步信息編碼為定時信息。定時信息包括參考時鐘，其具有比幀同步信息的頻率低的頻率。此外，一個或多個計算機(jī)軟件模塊配置成指導(dǎo)一個或多個處理器經(jīng)由插入近端和遠(yuǎn)端之間的線纜將定時信息從近端傳送到遠(yuǎn)端。一個或多個計算機(jī)軟件模塊還配置成指導(dǎo)一個或多個處理器接近嵌入式成像系統(tǒng)的遠(yuǎn)端對定時信息進(jìn)行解碼，以得到與幀同步信息對應(yīng)的恢復(fù)幀同步信息。另外，一個或多個計算機(jī)軟件模塊配置成指導(dǎo)一個或多個處理器使用恢復(fù)幀同步信息來控制圖像捕獲裝置，以得到成像信息。
【附圖說明】
[0007]圖1是按照各個實施例的嵌入式成像系統(tǒng)的示意框圖。
[0008]圖2是按照各個實施例的線纜的截面圖。
[0009]圖3是按照各個實施例的編碼方案的示例的視圖。
[0010]圖4是按照各個實施例的另一種編碼方案的示例的視圖。
[0011 ]圖5是按照各個實施例的另一種編碼方案的示例的視圖。
[0012]圖6是按照各個實施例的另一種編碼方案的示例的視圖。
[0013]圖7是按照各個實施例的另一種編碼方案的示例的視圖。
[0014]圖8是用于得到感興趣體積的成像信息的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，將會更好地理解各個實施例。在附圖示出各個實施例的功能塊的簡圖的意義上，功能塊不一定表示硬件電路之間的劃分。因此，例如，功能塊的一個或多個(例如處理器、控制器或存儲器)可通過單個硬件(例如，通用信號處理器或隨機(jī)存取存儲器、硬盤等)或者多個硬件來實現(xiàn)。類似地，任何程序可以是獨立程序，可結(jié)合為操作系統(tǒng)中的子例程，可以是已安裝軟件包中的功能，等等。應(yīng)當(dāng)理解，各個實施例并不局限于附圖所示的布置和工具。
[0016]如本文所使用的術(shù)語“系統(tǒng)”、“單元”或“模塊”可包括硬件和/或軟件系統(tǒng)，其進(jìn)行操作以執(zhí)行一個或多個功能。例如，模塊、單元或系統(tǒng)可包括計算機(jī)處理器、控制器或者基于有形和非暫時計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)、例如計算機(jī)存儲器上存儲的指令來執(zhí)行操作的其他基于邏輯的裝置。備選地，模塊、單元或系統(tǒng)可包括硬連線裝置，其基于裝置的硬連線來執(zhí)行操作。附圖所示的模塊或單元可表示基于軟件或硬連線指令進(jìn)行操作的硬件、指示硬件執(zhí)行操作的軟件或者它們的組合。如本文所使用的、以單數(shù)形式所述并且具有數(shù)量詞“一”或“一個”的元件或步驟應(yīng)當(dāng)被理解為并不排除多個所述元件或步驟的情況，除非明確說明這種排除情況。此外，提到“一個實施例”并不是要被解釋為排除也結(jié)合了所述特征的附加實施例的存在。此外，除非相反的明確說明，否則，“包括”或“具有”帶特定性質(zhì)的元件或者多個元件的實施例可包括沒有那種性質(zhì)的其他這類元件。
[0017]一般來說，各個實施例提供有效計時和組幀方案，其可通過較長線纜來傳送，同時保持時鐘信號完整性并且適合于有限的可用空間。例如，在各個實施例中，圖像捕獲裝置的控制數(shù)據(jù)和/或時鐘信號可在將遠(yuǎn)端定位圖像捕獲裝置連接到顯示系統(tǒng)(其設(shè)置在近端上)的線纜的近端上生成。控制和時鐘信號可使用有效時鐘編碼方案、通過具有低信道數(shù)的較細(xì)線纜從近端傳送到遠(yuǎn)端(例如傳送到與其關(guān)聯(lián)、設(shè)置在遠(yuǎn)端的圖像捕獲裝置或模塊)。與結(jié)合圖像捕獲裝置使用的一個或多個時鐘信號的頻率相比，編碼信號可具有充分低的頻率。作為舉例，編碼信號頻率可以是用來控制圖像捕獲裝置的信號的大約50%、大約33%、大約25%、大約20%或者大約12.5%。
[0018]各個實施例的至少一個技術(shù)效果是用來將定時和/或命令信息從近端傳送到嵌入式成像系統(tǒng)的遠(yuǎn)端的線纜的減小的尺寸。各個實施例的至少一個技術(shù)效果是用來向圖像捕獲裝置提供計時信號和/或控制圖像捕獲裝置的組件(例如，設(shè)置在嵌入式成像系統(tǒng)的遠(yuǎn)端或部分的組件)的減小成本、尺寸和/或復(fù)雜度。各個實施例的至少一個技術(shù)效果是在保存嵌入式成像系統(tǒng)的現(xiàn)有線纜或束或者相當(dāng)?shù)木€纜或束的緊密直徑(或截面面積)的同時實現(xiàn)高分辨率(例如HD)成像。各個實施例的至少一個技術(shù)效果是使用信號(其使用與用于控制圖像捕獲裝置的定時信息相同的線纜從近端所發(fā)送)來提供對嵌入式成像系統(tǒng)的遠(yuǎn)端側(cè)中的功能的控制。
[0019]圖1提供按照各個實施例所形成的嵌入式成像系統(tǒng)100的示意圖。成像系統(tǒng)100配置成從感興趣體積102中得到成像信息。成像系統(tǒng)100可包括或者配置為例如管道鏡或內(nèi)窺鏡。例如，在各個實施例中，成像系統(tǒng)100可配置為內(nèi)窺鏡，以及感興趣體積102可以是患者的內(nèi)部體積。
[0020]在所示實施例中，嵌入式成像系統(tǒng)100包括近端110和遠(yuǎn)端140，其在通信上通過插入它們之間的線纜130來耦合。近端110或者近端部分配置成在由成像系統(tǒng)100獲取與感興趣體積102的至少一部分對應(yīng)的成像信息期間定位或設(shè)置在感興趣體積102外部。遠(yuǎn)端140或者遠(yuǎn)端部分配置成在由成像系統(tǒng)100獲取與感興趣體積102的至少一部分對應(yīng)的成像信息期間定位或設(shè)置在感興趣體積102內(nèi)部。
[0021]一般來說，在各個實施例中，近端110配置成提供包括組幀信息的控制信息，供控制設(shè)置在遠(yuǎn)端140中的圖像捕獲裝置。組幀信息可被理解為包括用于將信息(例如像素)組織和同步到行(line)和/或幀中，例如以便幫助確保適當(dāng)像素作為一組(在第一時間所收集的第一組像素共同顯示，以及在后續(xù)第二時間所收集的第二組像素共同顯示)來正確地定位和/或定向和顯示。因此，可適當(dāng)?shù)仫@示像素，以便提供與給定時間對應(yīng)的圖像，而沒有包括與不同時間對應(yīng)的信息或者與其混合。
[0022]在各個實施例中，近端110(例如設(shè)置成接近近端110的一個或多個處理器)可配置成生成具有例如對高清晰度(HD)成像是較高的第一或組幀頻率的組幀信息。近端110 (例如設(shè)置成接近近端110的一個或多個處理器)還可配置成將組幀信息編碼為包括參考時鐘(其具有充分低于第一或組幀頻率的第二或參考頻率)的定時信息。例如，組幀頻率可以是由積分器可劃分的(例如2、3或4等)，以提供參考頻率。只作為一個示例，組幀頻率可以為大約60 MHz，以及參考頻率可以為大約15 MHz (或者60 MHz/4)。包括具有編碼組幀信息的參考時鐘的定時信息然后可經(jīng)由線纜130傳送到遠(yuǎn)端140。在遠(yuǎn)端140接收到定時信息(包括編碼組幀信息)時，遠(yuǎn)端140 (例如設(shè)置成接近遠(yuǎn)端140的一個或多個處理器)可對定時信息進(jìn)行解碼，以得到恢復(fù)組幀信息，并且使用恢復(fù)組幀信息來驅(qū)動或控制圖像獲取。例如，組幀信息可用來驅(qū)動或控制固態(tài)成像裝置。作為一個示例，組幀信息可用來驅(qū)動或控制電荷耦合器件(CCD)。
[0023]經(jīng)由遠(yuǎn)端140從感興趣體積102中得到的成像信息然后可通過線纜130傳送到近端110。在近端110，成像信息然