基于数字化手术室的拍照方法、数字化手术室系统与流程

本发明涉及数字化手术室领域，尤其涉及一种基于数字化手术室的拍照方法、数字化手术室系统。

背景技术：

当前的数字化手术室系统基本均支持拍照功能，可以截取摄像机所拍摄的医生感兴趣的视频的图片。但是，当前数字化手术室系统中的拍照功能大都是基于流媒体技术，即在服务器端获取视频源经编码器编码后的码流，抽取拍摄时刻的一帧图像的编码内容，经过解码和重新编码为图片格式后存储在服务器上。

然而，发明人经研究发现，传统技术中的基于数字化手术室的拍照方法至少存在如下问题：

由于视频码流经过了编码器的有损编码处理，所以通过流媒体技术在服务器端存储的照片的质量除编码成图片格式所造成的损失外又多了一层损失。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于数字化手术室的拍照方法。

一种基于数字化手术室的拍照方法，所述数字化手术室包括摄像采集装置，与所述摄像采集装置连接的终端，以及与所述终端连接的服务器，所述终端上设置有视频采集模块，所述视频采集模块与所述摄像采集装置连接，所述方法包括：

所述终端通过所述视频采集模块接收所述摄像采集装置发送的未压缩视频流；

所述终端在播放所述未压缩视频流时，接收输入的拍照指令；

根据所述拍照指令获取所述未压缩视频流在相应时刻的未压缩图像帧进行存储。

此外，本发明还提出了一种数字化手术室系统。

一种数字化手术室系统，包括摄像采集装置，与所述摄像采集装置连接的终端，以及与所述终端连接的服务器，所述终端上设置有视频采集模块，所述视频采集模块与所述摄像采集装置连接，所述终端通过所述视频采集模块接收所述摄像采集装置发送的未压缩视频流，播放所述未压缩视频流；接收输入的拍照指令；根据所述拍照指令获取所述未压缩视频流在相应时刻的未压缩图像帧进行存储。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

上述改进的手术室系统中，由于终端拍照所依赖的视频流为摄像采集装置直接发送的未经过编码的未压缩视频流，因此，终端在接收到用户输入的拍照指令之后，获取的是未压缩图像帧，与传统技术中获取的经过编码器有损压缩后的视频帧相比，在编码成图片格式进行保存时，减少了编码器有损压缩的环节。提高了图片质量。

另外，由于在服务器端获取视频内容通常需要经过编码器编码、流媒体转发服务转发和解码这几个步骤，而编码器编码和流媒体服务转发这两个步骤都是耗时较长的，尤其是流媒体转发服务进行转发耗时可以达到500ms甚至更长。而医生通常习惯于观察无需经过上述步骤、直接通过视频信号线在显示器上展示的视频图像进行拍照操作；再加上拍照指令由客户端发送到服务器端也需要一定的时间，而这个时间与上述的视频码流的处理延时不一致。这样就会造成医生执行拍照后所保存在服务器端的照片可能并非是其所希望保存的时刻的场景照片，那么这幅照片可能就已经失去了临床意义。而在上述改进的数字化手术室系统中，由于终端直接播放摄像采集装置采集的未压缩视频流，不需要经过服务器分发，也不需要经过编解码耗时，而是在终端本地获取视频帧，因此拍摄的实时性较高，得到的拍照图片均为用户触发拍照指令时刻的视频帧。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为传统技术中的数字化手术室系统的系统架构图；

图2为一个实施例中改进的一种数字化手术室系统的系统架构图；

图3为一个实施例中基于数字化手术室的拍照方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

传统技术中的数字化手术室系统可如图1所示，包括终端10(可以是不具备本地存储功能通过网络加载系统和数据的网络工作站或无盘工作站，也可以是可以本地运行操作系统和存储设备的个人电脑)、摄像采集装置20、与摄像采集装置20连接的编码设备30，以及负责数字化手术室系统整体业务执行的服务器40，服务器40分别与终端10和编码设备30连接。

在传统技术中，摄像采集装置20可采集到手术室中的实时的图像(例如摄像头设备)，然后通过编码设备30编码成压缩视频流，然后传输至服务器40，服务器可以实时地解码后将该压缩视频流分发给多个终端10，终端10上即可播放该经过压缩的视频流。而用户若要进行截屏，则需要通过终端向服务器发送指令，由服务器根据指令先解码，然后再在压缩的视频流中获取图像帧并保存为拍照图片，因此，首先得到图像帧的实时性不足，其次，由于是由压缩的视频流中获取的图像帧，因此，拍照后保存的照片图片的清晰度也不足。

本发明在传统技术的数字化手术室系统上进行了改进，提出了一种改进的数字化手术室系统以及基于该改进的数字化手术室系统的拍照方法。

如图2所示，该系统包括终端10、摄像采集装置20，以及负责数字化手术室系统整体业务执行的服务器40，服务器40分别与终端10和摄像采集装置20连接。该系统还包括在终端10上设置的视频采集模块50(可作为外设连接在终 端10上，也可作为终端10的主板上的内置模块设置在终端10上)，视频采集模块50与摄像采集装置20连接。

在另一实施例中，图2所示的系统还包括与摄像采集装置20和服务器40连接的编码设备30。编码设备30可设置于摄像采集装置20内部，也可设置于服务器40内部，也可以是独立的设备。

基于此数字化手术室系统，提出的拍照方法可如图3所示，包括：

步骤s102：终端10通过视频采集模块50接收摄像采集装置20发送的未压缩视频流。

也就是说，摄像采集装置20通过cmos感光等方式采集到原始的图像帧，该采集到的原始的图像帧是未压缩的图像帧，其清晰度是最高的，能够最好地反映出手术室中的场景画面。摄像采集装置20根据连续采集到的未压缩图像帧即可生成未压缩视频流。在本实施例中，由于摄像采集装置20上也连接了终端10的视频采集模块50，因此，摄像采集装置20将未压缩视频流经过终端10的视频采集模块发送至终端10。在包括编码设备30的实施例中，摄像采集装置20也将未压缩视频流发送给编码设备30，由编码设备30编码压缩后发送给服务器40。

步骤s104：终端10在播放未压缩视频流时，接收输入的拍照指令。

步骤s106：终端10根据拍照指令获取所述未压缩视频流在相应时刻的未压缩图像帧进行存储。

由于摄像采集装置20可将未压缩视频流经过终端10的视频采集模块50发送至终端10，因此，用户可在终端50的显示屏上观看摄像采集装置20实时采集的视频流。若用户在观看过程中希望拍照，则可通过点击按钮等方式触发拍照指令。终端10在接收到用户输入的拍照指令之后，即可及时地在本地获取播放的未压缩视频流中当前播放的未压缩图像帧作为拍照图片保存。

也就是说，用户在终端可观看未压缩的原始的视频流，并且由终端通过在本地获取视频流中的图像帧来完成拍照。而不需要通过服务器来完成拍照，因此拍照图片都是实时播放的图片而不是延迟拍照的图片，并且拍照得到的图片也都是根据未压缩图像帧得到的清晰度较高的图片。

进一步的，终端在得到未压缩图像帧之后，即可将获取的未压缩图像帧先通过有损/无损编码成图片格式后再发送至服务器存储。在一些应用场景中，为 了节约成本，数字化手术室系统的终端机不具备持久化存储设备的网络工作站或无盘工作站，且即使在使用本地存储的终端的应用场景中，终端的本地存储空间也较小。因此，将未压缩图像帧经过有损/无损编码成图片格式后发送至服务器存储，可节省终端存储的开支，并且存储在服务器上，可方便其他用户在其他终端上共享浏览。在一些应用场景中，数字化手术室的终端为具有本地存储功能(例如具备存储模块)的个人计算机。终端在得到未压缩图像帧之后，可将获取的未压缩图像帧经过有损/无损编码成图片格式后，存储在终端的存储模块内，由终端的存储模块向其他终端分发图片格式文件。存储模块内的这些图片格式文件可删减，便于合理利用存储空间。

进一步的，用户在终端上浏览未压缩视频流时，还可输入连拍指令。终端还可接收输入的连拍指令；获取预设的连拍间隔和连拍数量；根据连拍间隔周期性地在未压缩视频流中获取连拍数量的未压缩图像帧并存储。

例如，若预设的连拍间隔为0.1秒，连拍数量为10张，则终端在接收到连拍指令的时刻起，每隔0.1秒获取当前播放的未压缩视频流的当前的未压缩图像帧，并且获取10张。这样就使的用户可以在某些重要的手术阶段连续获取多张图片，然后再在连拍的多张图片中选出其最想要的图片。

进一步的，用户在终端上浏览未压缩视频流时，还可输入视频缩放指令对摄像采集装置进行控制。终端接收输入的视频缩放指令，根据所述视频缩放指令生成所述摄像采集装置的缩放控制指令，通过所述缩放控制指令控制所述摄像采集装置调焦。

例如，用户在观察到未压缩视频流的图像中目标观察物较小不清晰时，可在终端10中滚动滑轮或点击按钮来输入视频缩放指令，终端接收到该视频缩放指令之后将其转换成摄像采集装置的缩放控制指令，然后将该缩放控制指令发送给摄像采集装置，摄像采集装置在接收到该缩放控制指令之后，即可相应的调大焦距，此时拍摄的目标观察物的图像即会放大。需要说明的是，终端发送给摄像采集装置的缩放控制指令可通过视频采集模块发送给摄像采集装置，也可通过服务器的控制链路转发给摄像采集装置。使得在某些视频采集模块不具备传输控制指令的应用环境下，终端可通过服务器与摄像采集装置的控制链路向摄像采集装置发送缩放控制指令。

在其他实施例中，用户在终端上浏览未压缩视频流时，还可输入操纵摄像 采集装置的镜头摆动的视角调节指令。相应的，终端接收输入的视角调节指令，根据所述视角调节指令生成所述摄像采集装置的视角控制指令，通过所述视角控制指令控制所述摄像采集装置调焦。

数字化手术室系统具备上述编码设备时，所述方法还包括：摄像采集装置还可将采集的未压缩视频流发送至所述编码设备编码成压缩视频帧，由所述编码设备将所述压缩视频流发送至服务器，由所述服务器分发或存储成视频文件。

也就是说，对于摄像采集装置采集的未压缩视频流也可经过压缩后传输至服务器，由服务器生成相应的视频文件存储，从而可将数字化手术室中的手术过程通过视频文件来存档备份。

在一些应用场景中，终端还包括i/o接口模块和存储模块。i/o接口模块与视频采集模块连接，将视频采集模块接收的未压缩视频帧传送到终端内，并可缓存在存储模块内，随后由存储模块发送至服务器进行存储。视频采集模块可采用具备视频编码功能的采集器件，该采集器件可对未压缩视频帧进行编码处理，生成压缩视频流，该压缩视频流可经缓存后传至服务器，将手术过程通过视频文件格式来存档备份。

本发明还提出了一种数字化手术室系统，如图2所示，该系统包括终端10、摄像采集装置20，以及负责数字化手术室系统整体业务执行的服务器40，服务器40分别与终端10和摄像采集装置20连接。该系统的终端10上设置有视频采集模块50(可作为外设连接在终端10上，也可作为终端10的主板上的内置模块设置在终端10上)，视频采集模块50与摄像采集装置20连接。

在本实施例中，终端10用于所述终端通过所述视频采集模块接收所述摄像采集装置发送的未压缩视频流，播放所述未压缩视频流；接收输入的拍照指令；根据所述拍照指令获取所述未压缩视频流在相应时刻的未压缩图像帧进行存储。

在另一实施例中，图2所示的系统还包括与摄像采集装置20和服务器40连接的编码设备30。编码设备30可设置于摄像采集装置20内部，也可设置于服务器40内部，也可以是独立的设备。

在一个实施例中，终端还用于将获取的未压缩图像帧通过有损/无损编码成图片格式后发送至服务器存储。

在一个实施例中，终端还用于在播放所述未压缩视频流时，接收输入的连拍指令；获取预设的连拍间隔和连拍数量；根据所述连拍间隔周期性地在所述未压缩视频流中获取所述连拍数量的未压缩图像帧并存储。

在一个实施例中，终端还用于接收输入的视频缩放指令，根据所述视频缩放指令生成所述摄像采集装置的缩放控制指令，通过所述缩放控制指令控制所述摄像采集装置调焦。

在一个实施例中，摄像采集装置还用于将采集的未压缩视频流发送至所述编码设备编码成压缩视频帧，由所述编码设备将所述压缩视频流发送至服务器，由所述服务器分发或存储成视频文件。

在一个实施例中，终端为可以本地运行操作系统和存储设备的个人计算机(pc终端或本地终端)。该终端可包括视频采集模块、i/o接口模块、存储模块、控制模块、网络通信模块、显示设备和人机交互设备。视频采集模块可为视频采集卡，还可具备视频编码压缩功能(由内置编码模块或附接的外部编码器件实现均可)。i/o接口模块与视频采集模块连接，可将视频采集模块接收的未压缩视频导入到终端的显示设备播放，和/或可将经编码模块/器件处理的压缩视频帧导入到终端内进行存储或播放。存储模块可为临时存储介质，存储例如图片格式文件的本地数据，并可以根据需要对本地数据进行删减；经由终端传输给服务器的视频也可缓存于存储模块中。网络通信模块实现终端与服务器之间的通信连接，在终端与服务器之间建立数据传输链路，根据接收的输入指令将存储模块内的图片或视频传输至服务器。显示设备可为终端所带有的显示屏，也可为与终端建立数据连接的独立显示设备，显示设备可以保持原始视频尺寸进行实时显示。使用人机交互设备可触发拍照指令、连续拍照指令、视频/图片预览指令、视频录制指令等，接收到输入指令后，终端控制模块控制相应部件完成指令对应的相应处理。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

上述改进的手术室系统中，由于终端拍照所依赖的视频流为摄像采集装置直接发送的未经过编码的未压缩视频流，因此，终端在接收到用户输入的拍照指令之后，获取的是未压缩图像帧，与传统技术中获取的经过编码器有损压缩后的视频帧相比，在编码成图片格式进行保存时，减少了编码器有损压缩的环 节。提高了图片质量。

另外，由于在服务器端获取视频内容通常需要经过编码器编码、流媒体转发服务转发和解码这几个步骤，而编码器编码和流媒体服务转发这两个步骤都是耗时较长的，尤其是流媒体转发服务进行转发耗时可以达到500ms甚至更长。而医生通常习惯于观察无需经过上述步骤、直接通过视频信号线在显示器上展示的视频图像进行拍照操作；再加上拍照指令由客户端发送到服务器端也需要一定的时间，而这个时间与上述的视频码流的处理延时不一致。这样就会造成医生执行拍照后所保存在服务器端的照片可能并非是其所希望保存的时刻的场景照片，那么这幅照片可能就已经失去了临床意义。而在上述改进的数字化手术室系统中，由于终端直接播放摄像采集装置采集的未压缩视频流，不需要经过服务器分发，也不需要经过编解码耗时，而是在终端本地获取视频帧，因此拍摄的实时性较高，得到的拍照图片均为用户触发拍照指令时刻的视频帧。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。