解決當(dāng)前醫(yī)學(xué)成像解決方案中攝像頭尺寸和分辨率之間的矛盾

聯(lián)合解決方案將豪威科技的晶圓級(jí) CameraCubeChip 技術(shù)與 Almalence 獨(dú)特的超分辨率算法相結(jié)合，可提供最小解剖部位的最高質(zhì)量圖像。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，全球排名前列的數(shù)字圖像解決方案開發(fā)商豪威科技，以及 全球計(jì)算成像領(lǐng)域的領(lǐng)軍者之一Almalence，在 CompaMed 展上宣布了一項(xiàng)聯(lián)合解決方案，該解決方案能夠解決當(dāng)前醫(yī)學(xué)成像解決方案中攝像頭尺寸和分辨率之間的矛盾。這是通過顯著提高所有學(xué)科（例如神經(jīng)內(nèi)科、眼科、耳鼻喉科、心臟內(nèi)科、矯形外科、婦科和泌尿外科）的內(nèi)窺鏡和導(dǎo)管手術(shù)中從最小解剖部位捕捉的圖像的分辨率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該解決方案采用豪威科技的 OVM6948 CameraCubeChip，這是全球最小的全封裝晶圓級(jí)相機(jī)模塊，尺寸為 0.65 毫米 x 0.65 毫米，Z 高度僅為 1.158 毫米。Almalence 與豪威科技合作，對(duì)其超分辨率算法進(jìn)行預(yù)調(diào)，該算法目前是智能手機(jī)攝像頭的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效地將 OVM6948 的背面照明分辨率提高至 1.5 倍，達(dá)到 300 x 300，并將其信噪比（SNR）提高 8dB ，總計(jì)達(dá)到約 42dB。如果不采用該算法，那么由于所需像素?cái)?shù)量的增加，圖像傳感器和相機(jī)尺寸會(huì)增加一倍。

市場(chǎng)研究和戰(zhàn)略咨詢公司 Yole 預(yù)計(jì)，一次性內(nèi)窺鏡 CIS 相機(jī)模塊的 CAGR在 2019 年至 2025 年期間將達(dá)到 27%，市場(chǎng)價(jià)值最終將達(dá)到 2.41 億美元。“這一市場(chǎng)的推動(dòng)力來(lái)自視頻的添加以及向需要更高圖像分辨率的小直徑應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。此外，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域日益傾向于使用一次性設(shè)備，而且還需要應(yīng)對(duì)內(nèi)窺鏡消毒引起的交叉污染問題和嚴(yán)格規(guī)定，”Yole 傳感團(tuán)隊(duì)首席分析師 Jér?me Mouly 說道?！敖衲辏O(jiān)管機(jī)構(gòu)強(qiáng)制支氣管鏡檢查、喉鏡檢查、泌尿外科等領(lǐng)域使用一次性內(nèi)窺鏡，因此，一次性設(shè)備的使用量將從今年開始增加，并在未來(lái)幾年保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)?！?br />
OVM6948 相機(jī)模塊集成了豪威科技的 OV6948 圖像傳感器，其尺寸為 0.575 毫米 x 0.575 毫米，保持了“最小市售圖像傳感器” 吉尼斯世界紀(jì)錄。豪威科技獨(dú)特的 CameraCubeChip 光學(xué)器件為晶圓級(jí)制造，因此可集成到該圖像傳感器上，形成 1.158 毫米高的攝像頭模塊，進(jìn)而集成到直徑小于 2.0 毫米的內(nèi)窺鏡或?qū)Ч苤?，從而有助于進(jìn)入更深的人體解剖結(jié)構(gòu)或在工作通道內(nèi)安裝更多內(nèi)窺鏡工具。

“直到現(xiàn)在，醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)人員仍然不得不在尺寸和分辨率之間做出取舍，”豪威科技醫(yī)療市場(chǎng)總監(jiān) Tehzeeb Gunja 說道。“攝像頭模塊及其集成的圖像傳感器的尺寸受到內(nèi)窺鏡外徑的限制。此外，為了在獲得足夠明亮的圖像的同時(shí)限制內(nèi)窺鏡末端的 LED 散熱，醫(yī)學(xué)圖像傳感器必須具有相對(duì)較大的像素尺寸。Almalence 的超分辨率算法提高了傳感器的分辨率和圖像質(zhì)量，使醫(yī)生和護(hù)士可以在高清監(jiān)視器和平板電腦上查看捕捉的圖像?！?/p>

“目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)高端智能手機(jī)都采用我們的超分辨率算法，因?yàn)槲覀冎貥?gòu)了超出傳感器像素?cái)?shù)量的物理極限的細(xì)節(jié)，從而在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了更高的圖像質(zhì)量，”Almalence Inc. 首席執(zhí)行官 Eugene Panich 說道?！拔覀償U(kuò)大了與豪威科技在移動(dòng)成像領(lǐng)域的長(zhǎng)期合作伙伴關(guān)系，將行業(yè)領(lǐng)先的算法提供給醫(yī)學(xué)設(shè)計(jì)人員，使他們制造出的小直徑內(nèi)窺鏡能夠提供更多細(xì)節(jié)和更好的圖像質(zhì)量。”

競(jìng)爭(zhēng)性解決方案包括圖像信號(hào)處理器（ISP），這種處理器在其處理過程中提供一定程度的圖像放大。這些解決方案既包括簡(jiǎn)單的像素重復(fù)（導(dǎo)致銳度和圖像清晰度較差），也包括復(fù)雜的計(jì)算密集型解決方案（可提供具有相對(duì)良好圖像質(zhì)量的放大圖像）。但是，任何競(jìng)爭(zhēng)性 ISP 解決方案捕捉的細(xì)節(jié)數(shù)量都不會(huì)超過傳感器。Almalence 的超分辨率算法不僅可以使圖像看起來(lái)更清晰、更平滑，而且還能重構(gòu)更多細(xì)節(jié)，效果如同高分辨率傳感器捕捉的圖像，從而獨(dú)特地提高了傳感器的有效分辨率。此外，該算法的計(jì)算負(fù)荷經(jīng)過優(yōu)化，可在任何主要 SoC 或 DSP 上運(yùn)行，從而為其他處理任務(wù)留出了充足的空間。

豪威科技的 OVM6948 CameraCubeChip 模塊現(xiàn)已開始試產(chǎn)和量產(chǎn)。Almalence 目前也在對(duì)其超分辨率算法進(jìn)行授權(quán)，該算法經(jīng)過預(yù)調(diào)，能在OVM6948 上發(fā)揮更好性能。此外，Almalence 的授權(quán)還包括從初始設(shè)計(jì)到產(chǎn)品發(fā)布的每個(gè)開發(fā)階段里針對(duì)任何豪威科技醫(yī)學(xué)圖像傳感器（與任何市售鏡頭配合使用）的專業(yè)調(diào)節(jié)服務(wù)。Almalence 還提供了授權(quán)軟件開發(fā)套件，其中包含眾多參數(shù) API，供醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)人員進(jìn)行額外的調(diào)節(jié)。

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