Плата визуализации в сфере медицины AJA KONA XM

KONA Xm, разработанная с нуля для поддержки рабочих процессов AI и AR в медицине. KONA Xm позволяет добиться минимальной задержки, вплоть до субкадра, благодаря потоковому DMA (прямому доступу к памяти). Низкая задержка имеет решающее значение для таких рабочих медицинских видеопроцессов, как трансляция хирургических операций.

KONA Xm представляет собой 4-lane плату ввода-вывода видео с хост-интерфейсом PCIe 3.0 с двумя двунаправленными разъемами 12G-SDI BNC и двумя полноразмерными разъемами HDMI 2.0 — один для ввода и один для вывода сигнала.

Ключевые особенности:

• Захват и воспроизведение 4K/UltraHD/2K/HD/SD с частотой кадров до 60p
• Сверхнизкая задержка: задержка всего до субкадара на выходе обработанного видео.
• 2 однонаправленных коннектора 12G-SDI с 16-канальным встроенным звуком на канал
• Вход и выход HDMI 2.0 с поддержкой VESA
• Поддерживаются 12-битные рабочие процессы RGB 4:4:4
• Поддерживаются 10-битные рабочие процессы YCbCr 4:2:2
• Поддержка Windows и Linux для OEM-приложений через AJA SDK
• Поддержка графики до 4K/UltraHD с альфа-каналом.
• Передача сигналов VPID для характеристик передачи SDR/HDR, колориметрии и яркости через SDI
• Поддержка HLG и HDR10 через HDMI
• Звуковые возможности через AJA SDK

Медицинские процедуры нового поколения с NVIDIA IGX и Holoscan

AJA KONA XM — рекомендуемое решение ввода-вывода видео для аппаратной платформы искусственного интеллекта NVIDIA IGX Edge Computing. KONA XM легко интегрируется с NVIDIA Holoscan — развертываемым программным решением, предназначенным для IGX и других платформ NVIDIA. Комбинация NVIDIA IGX и Holoscan позволяет производителям медицинского оборудования применять высокопроизводительные наложения на основе искусственного интеллекта в реальном времени с низкой задержкой к Live-видео в различных медицинских устройствах и создавать инновационные медицинские видеорешения.

Сверхнизкая задержка/потоковая передача DMA

При использовании потокового DMA (прямого доступа к памяти) операция DMA происходит непосредственно между вводом/выводом видео и буфером компьютера в приложениях, полностью минуя встроенную память. В зависимости от используемого программного приложения это позволяет клиентам добиться минимальной задержки и гораздо более простого способа работы с динамическим видео.

Схема рабочего процесса хирургии с использованием дополненной реальности KONA XM

В этом примере рабочего процесса видеосигнал поступает в KONA XM внутри компьютерной системы медицинского устройства из двух отдельных видеоисточников: дистанционно управляемой PTZ-камеры и роботизированного хирургического устройства, которое выводит видео в разрешении до UltraHD/4K. Затем сигнал обрабатывается на вычислительной платформе медицинского устройства, а видеосигнал с наложением AI/AR подается на хирургическую рабочую станцию.

AJA Developer SDK

Разработчики, которые хотят использовать SDK мирового класса AJA, могут выбрать один из двух различных методов, чтобы получить доступ и начать использовать свой творческий потенциал для работы с этим мощным набором инструментом. SDK AJA доступен для Windows, Linux и macOS, включая рабочие станции на основе новейших чипов Apple.

Для самого быстрого и простого способа начать работу с основным AJA SDK мы рекомендуем путь AJA Open Source Developer, который находится под лицензией MIT и размещается через GitLab.

Для доступа к AJA SDK, включая собственные технологии AJA, мы рекомендуем пройти программу AJA Developer Program. Доступ к нему осуществляется через специальную страницу разработчика AJA SDK и требует подписанного соглашения.

Разработчик вполне может начать путь с AJA Open Source Developer и при необходимости подать заявку на регистрацию в программе разработчика AJA.

Сертификация IEC 60601-1-2 EMI/ESD

KONA XM прошла тщательное тестирование и получила право на использование в медицинских устройствах, получив сертификацию EMI/ESD IEC 60601-1-2 — одна из немногих видеоплат ввода-вывода на рынке, соответствующая этому требованию.

Встроенный микроконтроллер

OEM-разработчики AJA могут запускать код непосредственно на KONA Xm с помощью встроенного микроконтроллера.

Совместимость KONA Xm с ОС

• Linux Ubuntu 20.04 LTS, 22.04
• Linux Rocky 8.5 и Rocky 9.1
• Windows 11, 10

Видеоформаты SDI

• (4K) 4096×2160p 23.98, 24, 25, 29.97, 30, 47.95, 48, 50, 59.94, 60
• (UltraHD) 3840×2160p 23.98, 24, 25, 29.97, 30, 50, 59.94, 60
• (2K) 2048×1080p 23.98, 24, 25, 29.97, 30, 47.95, 48, 50, 59.94, 60
• (2K) 2048×1080PsF 23.98, 24, 25, 29.97, 30
• (HD) 1920×1080p 23.98, 24, 25, 29.97, 30, 50, 59.94, 60
• (HD) 1920×1080PsF 23.98, 24, 25, 29.97, 30
• (HD) 1920×1080i 50, 59.94, 60
• (HD) 1280×720p 50, 59.94, 60
• (SD) 625i 50
• (SD) 525i 59.94

Видеоформаты HDMI

• (4K CEA) 4096×2160p 23.98, 24, 25, 29.97, 30, 47.95, 48, 50, 59.94, 60
• (UltraHD) 3840×2160p 23.98, 24, 25, 29.97, 30, 50, 59.94, 60
• (2K CEA) 2048×1080p 23.98, 24, 25, 29.97, 30, 47.95, 48, 50, 59.94, 60
• (HD) 1920×1080p 23.98, 24, 25, 29.97, 30, 50, 59.94, 60
• (HD) 1920×1080i 50, 59.94, 60
• (VESA DMT) 1600×1200p 60
• (VESA DMT) 1280×1024p 60
• (HD) 1280×720p 50, 59.94, 60
• (VESA DMT) 1024×768p 60
• (VESA DMT) 800×600p 60
• (SD) 625i 50
• (SD) 525i 59.94
• (VESA DMT) 640×480p 60

Ввод цифрового видео

• 12G-SDI, SMPTE-2082, 12-bit, 10-bit
  • YCbCr 4:2:2 10-bit up to 60p, RGB 4:4:4 12-bit до 30p
• 6G-SDI, SMPTE-2081, 10-bit
• 3G-SDI, SMPTE 425
  • RGB 4:4:4 12-bit, YCbCr 4:2:2 10-bit
• 1.5G-SDI, SMPTE 292M
  • Single Link HD-SDI YCbCr 4:2:2 10-bit
• 270 Mbps SDI, SMPTE 259M-C
  • YCbCr 4:2:2 10-bit, 8-bit
• HDMI v2.0
  • 30/36-bits/pixel, RGB or YUV, 6 Gbps на цветовой компонент
  • 4K, UltraHD, 2K, HD и SD
  • YCbCr 4:2:2 10-bit up to 60p, RGB 4:4:4 12-bit до 30p
  • Полноразмерные коннекторы BNC и HDMI
  • HDMI входы и выходы поддерживают VESA (DMT) растры с ограниченной частотой

Вывод цифрового видео

• 12G-SDI, SMPTE-2082, 12-bit, 10-bit
  • YCbCr 4:2:2 10-bit up to 60p, RGB 4:4:4 12-bit до 30p
• 6G-SDI, SMPTE-2081, 10-bit
• 3G-SDI, SMPTE 425
  • RGB 4:4:4 12-bit, YCbCr 4:2:2 10-bit
• 1.5G-SDI, SMPTE 292M
  • Single Link HD-SDI YCbCr 4:2:2 10-bit
• 270 Mbps SDI, SMPTE 259M-C
  • YCbCr 4:2:2 10-bit, 8-bit
• HDMI v2.0
  • 30/36-bits/pixel, RGB or YUV, 6 Gbps на цветовой компонент
  • 4K, UltraHD, 2K, HD, and SD
  • YCbCr 4:2:2 10-bit up to 60p, RGB 4:4:4 12-bit до 30p
  • Полноразмерные коннекторы BNC и HDMI
  • HDMI входы и выходы поддерживают VESA (DMT) растры с ограниченной частотой

HDR

• SDI: передача сигналов VPID для характеристик передачи SDR/HDR, колориметрии и яркости.
• HDMI: поддержка HDR10 — метаданные HDR Infoframe, совместимые с HDMI 2.0a/CTA-861.3
• HDMI: поддержка HLG — совместим с HDMI 2.0b/CTA-861-G

SDI I/O (через PCIe Bracket)

• 2 полноразмерных разъема 12G-SDI
• Разъемы SDI являются двунаправленными
  • Одноканальный ввод SDI + сквозной вывод
  • Одноканальный вывод SDI

HDMI I/O (через PCIe Bracket)

• 2 полноразмерных (Type A) разъема HDMI 2.0
• Порты HDMI являются однонаправленными (1 вход, 1 выход).
  • Одноканальный ввод HDMI
  • Одноканальный вывод HDMI

HDMI-мониторинг SDI-входных сигналов

• Выходной разъем HDMI поддерживает мониторинг одного источника SDI

Возможности I/O

• Два канала захвата или плейбека 4Kp60

Ввод цифрового звука

• 16-канальный, 24-bit SDI вложенный звук. Частота 48kHz, синхронный.
• 8-канальный, 24-bit HDMI вложенный звук. Частота 48kHz, синхронный.

Примечание. Для работы аналоговым и AES-звуком требуется дополнительная карта KONA Xpand

Звук

• Карта KONA XM поддерживает вложенный звук в видеопотоке, а дополнительная плата KONA Xpand содержит оборудование для поддержки цифрового звука AES/EBU и дискретного аналогового звука (и других функций). Однако звуковые возможности контролируется программным обеспечением. Если вам требуются функции звука, обратитесь в службу поддержки AJA SDK для получения дополнительной информации.

Downstream Keyer

• Поддерживает наложение графики до 4K/UHD с альфа-каналом на видео, маску или фреймбуффер, или содержимое фреймбуффера на входное видео или маску

Reference

• Analog Color Black (1V) или Composite Sync (2 или 4V) или HD Tri-Level Sync (1V)
• Reference вход ограничен 75 Ohm, когда Genlock установлен на Ref IN

Примечание. Доступно через дополнительную карту KONA Xpand

Тайм-код

• LTC timecode input
• LTC timecode output

Примечание. Доступно через дополнительную карту KONA Xpand

Интерфейс подключения

• PCIe Gen 3x4

Управление

• Протоколы RS-422 и 9-контактный протокол Sony
• 9-контактный D-разъем со следующей схемой расположения выводов:

1	GND
2	RX-
3	TX+
4	GND
5	-
6	GND
7	RX+
8	TX-
9	GND
Экран	GND

Примечание. Доступно через дополнительную карту KONA Xpand или

Шум

• менее 50 dBa
• Уровень шума вентилятора 33,1 dBa

Соответствие нормативным требованиям

• Требования воспламеняемости UL94 V-0
• Соответствует RoHS 3, WEEE и REACH
• Стандарты безопасности 62368-1 или 60601-1-2
• Лицензия NRTL и/или T-mark для разработчиков AJA SDK

Габариты (Д х Ш х В)

• PCIe-карта с активным охлаждением: 247.7×15.9×98.6 мм
• PCIe-карта с пассивным охлаждением: 190.5×15.9×98.6 мм
• Xpand: 08.0×15.9×98.6 мм. Высота брекета: 127мм

Вес

• PCIe-карта с активным охлаждением 290.3 г
• PCIe-карта с пассивным охлаждением 217.7 г
• Xpand: 90,7г

Питание

• Типичная мощность 20 Вт, 16 Вт при +12 В и 4 Вт при +3,3 В.
• Внутренний разъем питания ПК или дополнительный разъем питания PCI: номер детали Molex 45558-0003

Примечание. Карта может получать питание по PCIe от 6-pin разъема питания PCI 2×3 Aux или слота PCIe

Рабочие условия

• Безопасная рабочая температура окружающей среды: от 0 до +40°C
• Безопасная температура хранения (при выключенном питании): от -40 до +60°C
• Рабочая относительная влажность: 10 — 90%, без образования конденсата
• Рабочая высота: до 3000 метров над уровнем моря