专利名称：数字立体显微系统图像采集、处理与发送装置的制作方法
技术领域：
本实用 新型涉及一种数字信号采集、处理与发送装置，特别涉及一种数字立体显微系统图像采集、处理与发送装置。
背景技术：
在很多专业领域，如手术操作过程、对空间探索机器人的远程操控等领域，需要为操作者提供实时的带有立体感的视觉感受，通过立体显示技术，被观察的物体第三维信息可以探知，从而实现精确控制工作过程，减少误判断的目的。立体显示技术是显示技术发展的必然趋势，立体格式数据源通过合适的视频接口，输出至立体显示设备，用户可以使用辅助设备，如立体开关眼镜、头戴式立体设备观看立体图像，也可以裸眼观看立体图像。数字立体显微系统的数据源来自于外部被观察物体，需要很强的实时性，采集到的图像经过处理后，以匹配显示装置的数据流方式发送；整个过程的核心在于立体显示技术。文献I:中国专利ZL 200520078006. 7公开了一种视频立体成像手术显微装置，对两个光路的图像信号进行时域分割和合成处理并产生同步信号传输给显示装置，当采集的图像分辨率较高时，时域分割的处理方式限制了采集速度，相当于显示装置提供的视频刷新率较低，会出现“卡、顿”的现象。文献2:中国专利ZL 0228405. 8公开了一种显微镜立体视频采集、回放和分析装置，其装置的视频信号可以通过立体眼镜成像于人眼，也可以分别通过放映机进行偏振、红绿方式立体回放；偏振回放方式所要求的放映仪器较复杂，红绿方式回放会造成颜色分量的丢失，两种回放方式会降低图像的亮度，视觉感官性不强。
发明内容本实用新型的目的是提供一种采集大数据量实时信息、显示图像分辨率高的、视频信息无损视觉感官性强的数字立体显微系统图像采集、处理与发送装置。实现本实用新型目的的技术解决方案为一种数字立体显微系统图像采集、处理与发送装置，包括第一视差视频采集编码子板、第二视差视频采集编码子板，视差视频接收解码子板，立体视频处理母板，立体视频发送子板，时分立体眼镜接口，第一低电压差分信号传输线、第二低电压差分信号传输线，双通道数字视频接口。其连接方式如下其连接方式为第一视差视频采集编码子板通过第一低电压差分信号传输线和视差视频接收解码子板连接，第二视差视频采集编码子板通过第二低电压差分信号传输线和视差视频接收解码子板连接，立体视频处理母板和视差视频接收解码子板、立体视频发送子板、时分立体眼镜接口相连，使用双通道数字视频传输线缆连接立体视频发送子板的双通道数字视频接口和液晶显示器的双通道数字视频接口。[0011]本实用新型的原理是从两个不同的角度观察同一个物体得到的是两幅内容有差异的图像，叫做视差图像；两幅图像的差异叫做视差。人的双眼在观察物体时，由大脑将视差图像综合成一幅立体图像，进而产生立体视觉。人眼对于垂直方向的视差信息远不如对水平方向的视差信息敏感，所以采集视差图像时采集带有水平视差信息的图像。当视频的刷新率大于一定值，如60Hz，人眼不会有闪烁感。所以双目时分立体视频的刷新率要达到一定值，如120Hz，以保证人眼不会有闪烁感。本实用新型属于数字立体显微系统的一部分，负责数字立体视频的采集、处理与发送，使用两路对称的采集装置获取实时信号，处理后将立体格式数据送给显示装置。本使用新型公开的装置依托于立体视差显示原理，需要配套使用时分立体眼镜和高刷新率液晶显示屏。本实用新型与现有技术相比，其显著优点是I、数据吞吐量高，适合于高带宽视频输出的采集工作。2、实时性好，无需先存储到电脑等设备再回放。3、无损立体视频显示，分辨率高，图像细节得到最大程度保留。4、定制性好，更改配置参数可获得不同的图像采集效果。
以下结合附图对本发明作进一步详细描述。
图I是本实用新型的装置组成图。图2是本实用新型的详细模块图。图3是本实用新型的所依赖的显微镜示意图。
具体实施方式
本实用新型的各电路板可以通过以下方案来具体实现。结合图2，立体视频处理母板的信号处理芯片31选用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)，数据存储芯片32选择使用两组同步动态随机存储器(SDRAM)，配置芯片33选择有串行外设接口(SPI)的闪存，电源管理芯片34选用大电流的电压调节芯片，视差视频输入口 35、立体视频输出口 36、同步信号输出口 37分别选用直插型排针组351、361、371。第一视差视频采集编码子板11包含第一图像传感器111、第一低电压差分信号编码芯片112，第一低电压差分信号输出口 113，第二视差视频采集编码子板12包含第二图像传感器121、第二低电压差分信号编码芯片122、第二低电压差分信号输出口 123，视差视频接收解码子板2包含低电压差分信号解码芯片21、低电压差分信号输入口 22、视差视频输出口 23，立体视频处理母板3包含信号处理芯片31、数据存储芯片32、配置芯片33、电源管理芯片34、视差视频输入口 35、立体视频输出口 36、同步信号输出口 37，立体视频发送子板4包含第一单通道数字视频编码芯片41、第二单通道数字视频编码芯片42、立体视频输入口 43、双通道数字视频接口 7。第一视差视频采集编码子板11的第一图像传感器111和第二视差视频采集编码子板12的第二图像传感器121，使用Omnivision公司的高分辨率CMOS图像传感器，第一低电压差分信号编码芯片112、第二低电压差分信号编码芯片122使用四通道LVDS驱动芯片组，第一低电压差分信号输出口 113、第二低电压差分信号输出口 123使用直插型排针组。视差视频接收解码子板2的低电压差分信号解码芯片21使用四通道LVDS接收芯片组，低电压差分信号输入口 22使用直插型排针组，视差视频输出口 23使用直插型插槽组。立体视频发送子板4的第一单通道数字视频编码芯片41和第二单通道数字视频编码芯片42使用Silicon Image公司的PanelLink发送芯片，立体视频输入口 43使用直插型插槽组、双通道数字视频接口 7使用双通道数字视频的纯数字接口。同步信号输出口 5使用三端同心连接器,第一低电压差分信号传输线61和第二低 电压差分信号传输线62使用两端带直插型插槽的双绞线束。首先，连接该装置。结合图2，两端带直插型插槽的双绞线束的一端连接至低电压差分信号输出口，另一端连接至低电压差分信号输入口 ；两端带直插型插槽的双绞线束的一端连接至低电压差分信号输出口，另一端连接至低电压差分信号输入口。直插型插槽组连接至直插型排针组，直插型插槽组连接至直插型排针组，三端同心连接器的电线端连接至直插型排针组，三端同心连接器插口端连至时分立体眼镜，双通道数字视频的纯数字接口电缆的一段连接至双通道数字视频的纯数字接口，另一端连接至高刷新率液晶显示屏的双通道数字视频的纯数字接口。高刷新率液晶显示屏使用刷新率至少为120Hz，分辨率至少为1680*1050的商用液晶显示屏(LCD)。其次，粗略校准数字立体显微系统的成像焦平面。结合图3，通过显微镜的第一目镜73和第二目镜74观看物体，调节焦距，使物体的像最为清晰。然后，把本实用新型公开的装置集成于数字立体显微系统。将第一视差视频采集编码子板11和第二视差视频采集编码子板12分别放入数字立体显微系统的第一机械结构件71和第二机械结构件72，将第一机械结构件71和第二机械结构件72分别放入第一显微镜立体成像插口 75和第二显微镜立体成像插口 76。最后，为本实用新型公开的装置、数字立体显微系统图像的显示与观看单元提供工作电压。根据实际的成像质量，可能需要微调显微镜的成像焦平面以达到最佳观看效果。
权利要求1.ー种数字立体显微系统图像采集、处理与发送装置，其特征在于，包括第一视差视频采集编码子板(11)、第二视差视频采集编码子板(12)，视差视频接收解码子板(2)，立体视频处理母板(3)，立体视频发送子 板(4)，时分立体眼镜接ロ(5)，第一低电压差分信号传输线(61)、第二低电压差分信号传输线(62)，双通道数字视频接ロ(7);其连接方式为第一视差视频采集编码子板(11)通过第一低电压差分信号传输线￠1)和视差视频接收解码子板(2)连接，第二视差视频采集编码子板(12)通过第二低电压差分信号传输线￠2)和视差视频接收解码子板(2)连接，立体视频处理母板(3)和视差视频接收解码子板(2)、立体视频发送子板(4)、时分立体眼镜接ロ(5)相连，使用双通道数字视频传输线缆连接立体视频发送子板(4)的双通道数字视频接ロ(7)和液晶显示器的双通道数字视频接ロ。
2.根据权利要求I所述的ー种数字立体显微系统图像采集、处理与发送装置，其特征在于，第一视差视频采集编码子板(11)包含第一图像传感器(111)、第一低电压差分信号编码芯片(112)，第一低电压差分信号输出口(113)，第二视差视频采集编码子板(12)包含第二图像传感器(121)、第二低电压差分信号编码芯片(122)、第二低电压差分信号输出ロ(123)，视差视频接收解码子板(2)包含低电压差分信号解码芯片(21)、低电压差分信号输入口(22)、视差视频输出口(23)，立体视频处理母板(3)包含信号处理芯片(31)、数据存储芯片(32)、配置芯片(33)、电源管理芯片(34)、视差视频输入口(35)、立体视频输出口(36)、同步信号输出口(37)，立体视频发送子板(4)包含第一单通道数字视频编码芯片(41)、第二单通道数字视频编码芯片(42)、立体视频输入口(43)、双通道数字视频接ロ⑵。
专利摘要本实用新型涉及一种基于视差立体显示原理的数字立体显微系统图像采集、处理与发送装置。包括视差视频采集编码子板，视差视频接收解码子板，立体视频处理母板，立体视频发送子板，低电压差分信号传输线，双通道数字视频接口。本实用新型与现有装置相比，其显著优点是数据吞吐量高，适合于高带宽视频输出的采集工作，实时性好，无需先存储到电脑等设备再回放，无损立体视频显示，分辨率高，图像细节得到最大程度保留，定制性好，更改配置参数可获得不同的图像采集效果。
文档编号G02B21/36GK202424936SQ201120389188
公开日2012年9月5日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者康宁, 王元庆, 陆麟 申请人:南京大学