診断および治療用の内視鏡

医療用 4K ビデオ内視鏡

ここでは、AMD のソリューションを使用する 4K ビデオ内視鏡の設計について説明します。このシステムは、デュアル 4K ビデオ ストリームをサポートします。カメラ ヘッドのデュアル 4K イメージ センサーが画像をキャプチャし、AMD のアダプティブ SoC で画像信号処理が実行されます。

その後、ビデオ ストリームは Versal AI Edge や Zynq™ UltraScale+™ デバイスなどの 1 つ以上のアダプティブ SoC デバイスに供給され、画像前処理を実行します。その後、DisplayPort またはクアッド SDI インターフェイスを使用して、高解像度 4K モニターにほぼリアルタイムでストリームが表示され、医師が視聴できます。CCU は、ホワイト バランス、自動輝度調整、ゲイン コントロール、アイリス コントロールなどの画像/色/ノイズ補正を実行します。ここでは、主な前処理機能について言及しています。要件に応じて、前処理機能はさまざまな方法で分割できます。

利点

AMD Versal AI エッジまたは Zynq UltraScale+ デバイスを利用すると、次の明確な利点があります。

• 低レイテンシおよび広帯域幅により、レンズの歪み補正、低レイテンシ回転、視点変換、オブジェクト識別、比較、カウント、認識、ポジショニング、測定などを含むビデオ分析のハードウェア アクセラレーションが可能であるため、システム性能を向上させることができる
• システム プロセッサと画像処理機能をシングルチップに統合することで、BOM コストと消費電力を削減できる
• 画像/ビデオ処理、解析、カメラ制御機能が 1 つのデバイスに統合され、ハードウェアとソフトウェアが最適に分割されることによって、レイテンシやボトルネックが解消される
• Quad SDI、HDMI、DisplayPort、SATA、USB、Ethernet など多数のコネクティビティ規格がサポートされる

Kria SOM による画像管理機能

後処理では、AMD Kria™ システム オン モジュール (SOM) やビデオ コーデック エンジンを搭載した ZU+ MPSoC などのアダプティブ SoC デバイスを使用して、RAW ビデオ データに対してさまざまな画像管理機能が実行されます。Kria SOM を使用すると、より迅速な開発が可能になり、すばやく製品化できます。

ビデオ内視鏡処理用アダプティブ SoC

AMD のソリューションは、ビデオ内視鏡処理システムの構築に最適なプラットフォームを提供します。

• ネットワーク上のビデオ伝送用に 4K60 ビデオ エンコーダーをサポート
• OpenCV、Vivado™ 高位合成、および IP インテグレーター ツールを使用する密接に統合された開発ツール フローにより、設計の生産性が向上
• 特化したエコシステム IP やソフトウェア、およびオペレーティング システムを使用して統合に要する時間を短縮

一般的に、アダプティブ SoC デバイスで画像データの前処理を実行した場合、ASSP デバイスよりはるかに高い性能、帯域幅、およびリアルタイム能力を達成できます。バックエンドの画像処理には GPU が広く使用されていますが、AMD の FPGA は同等の能力を持つ GPU に比べて消費電力が大幅に少なくて済みます。AMD は臨床機器に求められる信頼性、安全性、セキュリティ、そして長寿命のサポートを提供することにも注力しています。