医疗内窥镜监视器影像系统设计原理

医疗内窥镜监视器是目前常用的一种临床诊断工具，医生通过内窥镜能直接观察到人体内部器官的病变情况，如溃疡，肿瘤等，还可以利用它进行微创的外科手术，在医学界应用广泛。

电子内窥镜监视器主要由光学镜头、信息采集系统、监视器等组成。电子内窥镜的成像原理是：信息采集系统装备的光源发出的光信号，经镜头内的导光纤维导人人体体腔，经体腔内表面反射后，被镜身前端装备的微型图像传感器CCD接收，CCD将光信号转换成电信号，再通过导线输送到信息采集系统，信息采集系统将图像信号处理后显示在监视器屏幕上。

医疗内窥镜监视器影像系统的功能大致为：影像实时显示与采集、数字图像预处理、病例信息的管理、典型病例库的维护、诊断报告的生成与维护等。其具体实现如下：

(1)影像实时显示。
内窥镜监视器系统的影像数据来自镜头上的CCD，CCD将镜头获取的光信号转换为电信号，经导线传送到视频采集卡，视频采集卡将电信号转换为计算机可以理解的数字信号，方便影像的实时显示与获取。

(2)影像采集。影像采集包括单帧数字图像的采集和视频的录制。
单帧图像采集有两种方式：一种是操作者在计算机旁使用鼠标采集；另一种是操作者使用脚踏开关采集。脚踏开关连接在计算机的串口，每次触发脚踏开关，计算机的串口会接收到一串16进制字符串，然后执行单帧图像采集的功能。从视频采集卡获取的图像数据为yuv格式，而大部分图像处理是基于RGB颜色空间的，所以要进行颜色空间的转换。

除支持全屏采集外，还可以手动设置采集区域。用户可用鼠标圈选出一个矩形区域为有效区域，有效区域外的图像被舍弃。实现方法是根据用户选择的矩形区域和图像的原始尺寸计算出图像的有效尺寸，截取有效数据，进行Yuvtorgb转换，将转换后的数据加上文件头和信息头组合成一幅有效图像。