Diagnostische und klinische Endoskopie

4K-Video-Endoskopgeräte

In diesem Designbeispiel wird ein 4K-Videoendoskop mit AMD Lösungen entworfen. Dieses System unterstützt einen dualen 4K-Videostream. Der duale 4K-Bildsensor auf dem Kamerakopf führt die Bilderfassung durch, und die Bildsignalverarbeitung erfolgt in einem adaptiven AMD SoC.

Die Videostreams werden dann an ein oder mehrere adaptive SoC-Geräte wie Versal AI Edge oder Zynq™ UltraScale+™ Geräte weitergeleitet, um die Bildvorverarbeitung durchzuführen. Die Streams werden dann in nahezu Echtzeit über eine DisplayPort- oder Quad-SDI-Schnittstelle auf hochauflösenden 4K-Monitoren angezeigt, damit der Chirurg sie sehen kann. Die CCU führt Bild-, Farb- und Rauschkorrekturen durch, einschließlich Weißabgleich, automatischer Helligkeitsregelung, Verstärkungsregelung, IRIS-Steuerung usw. Einige der typischen Vorverarbeitungsfunktionen werden hier dargestellt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Vorverarbeitungsfunktionen je nach den Anforderungen zu partitionieren.

Vorteile

Die Verwendung von AMD Versal AI Edge oder Zynq UltraScale+ bietet verschiedene Vorteile:

• Niedrige Latenz und hohe Bandbreite bieten eine höhere System-Performance mit Hardwarebeschleunigung für Videoanalysen wie Objektivverzerrungskorrektur, Drehung mit niedriger Latenz, Point-of-View-Übersetzung, Objektidentifizierung, Vergleich, Zählung, Erkennung, Positionierung und Messung
• Die Integration von Single-Chip-Systemprozessor und Bildverarbeitung reduziert Stücklistenkosten und Stromverbrauch
• Die optimale Hardware-/Softwarepartitionierung reduziert die Latenz und Engpässe durch die Kombination von Bild-/Videoverarbeitung, Analyse und Kamerasteuerung in einem einzigen Gerät
• Unterstützung mehrerer Konnektivitätsstandards – Quad SDI, HDMI, DisplayPort, SATA, USB, Ethernet und mehr

Bildverwaltungsfunktionen mit Kria SOMs

Im Rahmen der Nachverarbeitung werden verschiedene Bildverwaltungsfunktionen für die Videorohdaten mit dem AMD Kria™ System-on-Module (SOM) oder adaptiven SoC-Geräten wie dem ZU+ MPSoC mit integrierten Video-Codec-Engines ausgeführt. Das Kria SOM ermöglicht eine viel kürzere Entwicklungszeit und Produktionszeit.

Adaptive SoCs für die Videoendoskopie-Verarbeitung

AMD Lösungen bieten bedeutende Plattformchancen, die als wichtige Bestandteile von Videoendoskopie-Verarbeitungssystemen zu fungieren können:

• 4K60 Video-Encoder für netzwerkbasierte Videoübertragung
• Beschleunigte Designproduktivität durch einen eng integrierten Entwicklungstool-Ablauf unter Verwendung von OpenCV, Vivado™ High-Level-Synthese und IP Integrator Tools
• Kürzere Integrationszeit mit spezialisiertem Ökosystem-IP und Software sowie Betriebssystemen

In der Regel kann ein adaptives SoC-Gerät eine wesentlich höhere Performance, Bandbreite und Echtzeitfunktionen für Bildvorverarbeitungsfunktionen über ein ASSP-Gerät erzeugen. GPUs werden häufig für die Bildverarbeitung im Backend verwendet. AMD SoCs können jedoch deutlich weniger Energie abgeben als vergleichbare GPUs. Darüber hinaus konzentriert sich AMD auf Zuverlässigkeit, Sicherheit und die langfristige Unterstützung, die für klinische Geräte erforderlich ist.