用于优化视频流的方法和系统技术方案

本申请公开用于优化视频流的方法和系统。一种用于执行外科手术的方法，其包括响应于接收到与在图像捕获装置的视场中执行过程的系统的状态变化相关联的输入，调整视频编码器的编码配置，其中该系统的状态变化预期对在视场中的图像数据内容有影响。

Method and System for Optimizing Video Stream

This application discloses methods and systems for optimizing video streams. A method for performing surgery includes adjusting the encoding configuration of a video encoder in response to receiving input associated with a change in the state of the system performing a process in the field of view of the image capture device, where the change in the state of the system is expected to affect the content of image data in the field of view.

【技术实现步骤摘要】
用于优化视频流的方法和系统本申请是国际申请日为2013年08月14日、进入国家阶段日为2015年02月13日的名称为“用于优化视频流的方法和系统”的中国专利申请201380043166.5(PCT/US2013/054862)的分案申请。本申请要求2012年8月15日提交的美国临时申请No.61/683493的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开总体涉及处理视频数据。更具体地，本公开的各个方面涉及在微创外科手术过程期间处理在远程部位处(例如远程外科手术部位处)捕获的视频数据的方法和系统。
技术介绍
微创外科手术技术通常试图执行各种外科手术过程，并将对健康组织的损伤减到最小。微创外科手术器械(包括，例如，手动或遥控机器人控制的)可以在各种操作中使用，并且可以具有各种配置。许多这种器械包括，但不限于，安装在长轴的远端处的外科末端执行器，其经配置(例如，腹腔镜地或胸腔镜地)被插入通过开口(例如，体壁切口、自然孔口等)以到达患者体内的远程外科手术部位。在某些器械中，铰接腕机构被安装到器械的轴的远端，以支撑末端执行器并且根据轴的纵向轴线改变末端执行器的取向(例如，俯仰和/或偏转)。这种外科手术器械的末端执行器可以经配置执行各种功能，包括在开放式外科手术过程中常规地执行的任何各种外科手术过程。示例包括，但不限于，密封、切割、烧灼、烧蚀、缝合、装订等。为控制末端执行器的动作，力或转矩能够从外科手术器械的近端并且沿着器械的轴向下传送到末端执行器。在遥控机器人外科手术系统中，外科医生在外科医生侧控制台处操纵各种输入装置(有时在本文中称为主输入)以在远程外科手术部位处控制一个或更多个相应的远程控制的外科手术器械。在外科医生侧控制台处的输入被传递到与远程控制的外科手术器械接合的患者侧推车，其中进行外科手术器械的相应的遥控/遥控机器人操纵，以在远程外科手术部位处对患者执行外科手术和/或其他过程。当例如经由遥控机器人控制的外科手术系统或其他微创外科手术器械远程地执行微创外科手术过程(例如，常规的手动腹腔镜或内窥镜过程)时，视频显示器(例如，监测器)能够用于显示经由内窥镜摄像机在外科手术部位处捕获的图像。在机器人外科手术系统中，例如，内窥镜摄像机可以被安装在患者侧推车处并经由在外科医生侧控制台处的输入来操纵。希望在外科手术部位处捕获的视频图像以相对规律性并且以在视频图像的捕获和视频图像的显示之间的极小延迟或无延迟(例如，以尽可能高的帧速率)到达视频显示器。然而，也希望在视频显示器处提供相对高保真的视频图像。以这种方式，视频处理和显示系统可以显示外科手术部位的高保真不间断的“实时”视频，并且因此将外科手术部位的相对清晰和准确的视频图像提供给外科医生。如果在外科手术部位处捕获的视频图像不以相对规律性和极小延迟到达视频系统，则视频显示器可能不显示外科手术部位的基本不间断的实时视频。例如，当数据网络被依赖用于将在外科手术部位处捕获的视频图像传递到视频显示器时，到达的视频图像的规律性可能受通常与数据网络(诸如，例如，网络拥塞和/或网络节点故障)相关联的状况的影响。如果预定的延迟超过大多数或所有的数据时延(例如，基于网络的时延)，则维持在外科手术部位处的视频图像的捕获和在视频显示器处的视频图像的显示之间的预定的延迟可减少或消除由网络状况引起的中断。然而，在其中期望低延迟或无延迟的应用中(例如，诸如在外科手术应用中)，长到足以减少或消除大多数或所有的中断的预定的延迟可能超过这种应用所期望考虑的延迟。此外，如果外科手术部位和显示器之间的视频图像的传递是带宽受限的，如通常当这种传递通过共享介质(诸如数据网络)进行的情况下，则视频图像可能需要编码/压缩，以减少用于传递视频图像的视频流的平均的数据速率。然而，已知的视频编码/解码标准(其使用减少用于传递视频流的数据量的技术)(诸如，例如，国际电信联盟(ITU)电信标准化部门(ITU-T)建议/标准H.264(也称为国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC))、运动图像专家组第4版(MPEG-4))高级视频编码(AVC)标准(或ISO/IECMPEG-4AVC标准))，在某些情况下可能无法提供足够高保真的视频图像。例如，对于捕获的连续视频图像的相对较大的差异(例如，由于在部位处发生的大的动作或其他变化)，由视频编码/解码标准所使用的数据简化技术可产生相对低的保真度图像。当连续的视频图像之间的差异不可预测时，这会更成问题。存在提供一种视频处理系统和方法的需要，其提供相对低的延迟(用于其中期望基本实时显示的应用)，以及在部位处捕获的并且用于在视频显示器处显示而传递的图像的高保真度。还存在提供一种微创外科手术系统的需要(诸如，例如，遥控机器人外科手术系统)，其在外科医生侧控制台显示器处以低延迟显现外科手术部位的基本不间断的高保真视频图像。
技术实现思路
本公开解决了一个或多个上述问题且/或例证了一个或多个上述期望的特征。其他特征和/或优点可以根据下面的说明中变得显而易见。根据至少一个示例性实施例，本公开考虑一种用于处理视频的方法，其包括响应于接收到与执行过程的系统的状态变化(诸如执行外科手术过程的外科手术系统的状态变化)相关联的输入，调整视频编码器的编码配置。该方法可以进一步包括在状态变化之后基于调整的编码配置对捕获的外科手术的图像数据进行编码。根据至少另一个示例性实施例，本公开考虑一种外科手术系统，其包括内窥镜图像捕获装置以及视频处理器，其用于产生视频编码配置数据以对图像数据进行编码，其中处理器经配置以接收与外科手术系统的状态变化相关联的输入以及基于输入输出调整的视频编码配置数据。另外的目的和优点将在下面的描述中部分被阐述，并且根据描述一部分将是显而易见的，或可以通过本公开和/或权利要求的实践中而得知。这些目的和优点中的至少一些可以由在所附的权利要求书中特别指出的元件和组合来实现和获得。应当理解，如所公开的或要求保护的，前述总体描述和以下的具体实施方式都仅是示例性和解释性的，而不限制本专利技术。权利要求应当有权达到其范围的整个广度，包括等同物。附图说明单独或结合附图，本公开根据下面的具体实施方式能够被理解。附图被包括以提供本公开的进一步理解，并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分。被并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的一个或更多个实施例，并且与说明书一起用于解释某些原理和操作。在附图中，图1是根据本公开的至少一个示例性实施例的机器人外科手术系统的示例性实施例的图解视图；图2是根据本公开的至少一个示例性实施例的机器人外科手术系统的摄像机臂的一部分的透视图；图3是根据本公开的至少一个示例性实施例的视频编码系统的功能块图；图4是根据本公开的至少一个示例性实施例的用于例示视频处理技术的潜在的操作的表格；图5是根据本公开的另一个示例性实施例的用于例示视频处理技术的潜在的操作的表格；图6是根据本公开的至少一个示例性实施例的示出用于处理视频的方法的流程图；图7是根据本公开的另一个示例性实施例的示出用于处理视频的方法的流程图；图8是根据本公开的又一个示例性实施例的示出用于处理视频的方法的流程图；并且图9根据本公开的至少一个示例性实施例示意性地示出视频处理系统。具体实施方式本说明书和附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理由图像捕获装置捕获的图像数据的视频的方法，所述方法包括：响应于接收到与在所述图像捕获装置的视场中执行过程的系统的状态变化相关联的输入，调整视频编码器的编码配置，其中所述系统的所述状态变化预期对所述视场中的图像数据内容有影响。

【技术特征摘要】
2012.08.15 US 61/683,4931.一种处理由图像捕获装置捕获的图像数据的视频的方法，所述方法包括：响应于接收到与在所述图像捕获装置的视场中执行过程的系统的状态变化相关联的输入，调整视频编码器的编码配置，其中所述系统的所述状态变化预期对所述视场中的图像数据内容有影响。2.根据权利要求1所述的方法，其中：调整所述编码配置包括增加用于编码所述图像数据的至少一个图像帧的图像编码分辨率。3.根据权利要求2所述的方法，其中：调整所述编码配置进一步包括减小用于编码所述图像数据的图像编码速率。4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：基于所述调整的编码配置编码所述图像数据包括以i帧速率产生帧内帧即i帧并且以p帧速率产生预测的帧间帧即p帧；以及其中所述调整所述编码配置包括调整所述i帧速率和/或所述p帧速率。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括：以预定的传送数据速率将所产生的i帧和p帧传送到视频解码器，其中：所述p帧速率的所述调整是基于所述i帧速率和所述预定的传送数据速率的所述调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·E·米勒，J·周，G·帕雅乌拉，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国,US