Bildverarbeitungskomponente Capture- und Displaykarte für die Medizintechnik

Bildquellen wie Endoskope oder Mikroskope in Untersuchungs-räumen und Operationssälen geben Videodaten analog oder digital in den Standards DVI, SDI und HDMI sowie in allen Auflösungen und Formaten aus. Weiterverarbeitende Systeme müssen mit den neuen Full-HD-Quellen über DVI oder HD-SDI ebenso kompatibel sein wie mit älteren Geräten, die noch einfaches S-Video ausgeben. Das gilt natürlich ebenso für den eingesetzten Framegrabber.

Eine Vielzahl verschiedener bildgebender Geräte mit den unterschiedlichsten Video-ausgängen ist in der modernen Medizintechnik gebräuchlich. Bei der Weiterverarbeitung der Bilddaten ist also Vielseitigkeit gefragt, vor allem vom eingesetzten Framegrabber.

Ein besonders vielseitiges Modell speziell für den Einsatz in der Medizintechnik bietet der Hersteller Matrox (Vertrieb: Rauscher) unter der Bezeichnung »Orion HD« an. Immer dann, wenn verschiedene Videoquellen mit unterschiedlichen Schnittstellen und Ausgabeformaten zu bewältigen sind, kann dieser Framegrabber seine Flexibilität voll ausspielen.

Die Eingangsseite (Capture)

An den Matrox-Orion-HD-Framegrabber sind alle gängigen digitalen und analogen Signaltypen wie SD- und HD-SDI, DVI, FBAS, S-Video und RGB-Quellen anschließbar. Als digitale Eingänge stehen SDI in SD und Full-HD bis 1080p/60 und DVI bis zur Auflösung von 1920x1200 bei 60 Hz bereit.

Über einfache Adapter lassen sich auch HDMI-Quellen anschließen. Zudem unterstützt der Grabber analoge RGB-Signale sowie Standard-Video in den Formaten »Y/C« (SVHS) und »FBAS« (CVBS). Da das Board zwei parallele, unabhängige Eingangspfade hat, lassen sich zwei beliebe Signaltypen gleichzeitig erfassen.

Bild 1 zeigt das Blockschaltbild des Framegrabbers. Alle gleichzeitig angeschlossenen Videosignale werden vom Board automatisch detektiert, zwei beliebige davon lassen sich per Software zur Erfassung auswählen.

Die Ausgangsseite (Display)

Auch ausgangsseitig verfügt das Board über eine hohe Vielseitigkeit in Form von vier unabhängigen, parallelen Grafikausgängen in SDI, DVI und für analoges Video. Diese Videoausgänge können entweder den Windows-Desktop - zusammen mit einem Videobild in einem Windows-Fenster - anzeigen oder im so genannten »Exclusive Mode« betrieben werden.

In diesem Modus hat Windows keinen Zugriff mehr auf den Monitor - er ist ausschließlich für das Video reserviert. Durch die Kombination von Capture- und Display-Einheit auf einer einzelnen Karte ist die Latenz zwischen Videoeingang und Videoausgang minimal: in vielen medizinischen Anwendungen ein unverzichtbares Feature.

Capture und Display kombiniert

Im kombinierten Betrieb als Kreuzschienenverteiler lassen sich gleichzeitig bis zu zehn Eingangsquellen (2x SDI, 2x DVI, 6x analog) und bis zu vier Ausgangsgeräte (2x SDI, 2x DVI) anschließen. Da die Videoeingänge und Videoausgänge unabhängig voneinander sind, kann der Framegrabber gleichzeitig zwei beliebige aktive Inputs auf die vier Outputs schalten.

Welcher Output welchen Input anzeigt, ist frei programmierbar: Die Outputs können entweder unterschiedliche Quellen anzeigen oder ein Input kann gleichzeitig auf mehrere Outputs gelegt werden. Damit lassen sich flexible Kreuzschienenverteilerfunktionen realisieren. Natürlich ist auch der parallele Betrieb mehrerer Orion-HD-Karten in einem PC-System möglich.

Mithilfe derartiger Multi-Board-Konfigurationen lassen sich die Video-Kreuzschienenfunktionen beliebig nach oben skalieren. Mit einer Datentransferleistung von 4 GByte/s über den PCIe-x16-Steckplatz kann die Karte zwei Full-HD-Ströme gleichzeitig in voller Geschwindigkeit erfassen. Optional lassen sich die die Videodaten im Host-PC entweder mit spezialisierter H.264-Kompressionshardware oder mit Software-Codecs komprimieren, verarbeiten, archivieren und/oder per Netzwerk zu anderen Arbeitsplätzen streamen.

Sicherheit durch Lifecycle-Management

Matrox Imaging stellt für seine Imaging-Produkte eine Lebensdauer von mindestens fünf Jahren sicher - die Praxis zeigt sogar zehn Jahre und mehr. Zusätzlich führt der Hersteller eine Revisionskontrolle durch. Dies gibt speziell OEM-Herstellern die Sicherheit, nicht durch Revisions- und Funktionsänderungen auf dem Produkt umfangreiche Tests und Zertifizierungen erneut durchführen zu müssen.

Über den Autor:

Raoul Kimmelmann ist Leiter Produktmarketing bei Rauscher.