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医用电子内镜嵌入式视频采集控制系统设计与实现

时期:2021-12-20 06:46 点击数:
本文摘要:概要:讲解了一套基于视频编解码芯片、存储器以及FPGA的医用电子内镜动态图像收集控制系统。文中得出了整套系统的硬件方案及其设计框图并讲解了乒乓操作者的原理及系统的FPGA程序实现方法。经测试表明系统的性能平稳更容易确保成本便宜、性价比较高,在医用内窥镜领域有较好的应用于前景。 随着内窥镜外科、微创外科技术的迅猛发展,医用电子内窥镜早已沦为当前应用于十分普遍的一种医疗仪器。

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概要:讲解了一套基于视频编解码芯片、存储器以及FPGA的医用电子内镜动态图像收集控制系统。文中得出了整套系统的硬件方案及其设计框图并讲解了乒乓操作者的原理及系统的FPGA程序实现方法。经测试表明系统的性能平稳更容易确保成本便宜、性价比较高,在医用内窥镜领域有较好的应用于前景。  随着内窥镜外科、微创外科技术的迅猛发展,医用电子内窥镜早已沦为当前应用于十分普遍的一种医疗仪器。

目前,国产医用电子内镜一般使用视频卡采集,然后在微机中展开处置,有信号损失大、图像效果劣、数据更容易遗失、处置时间较快、设备多样和成本高等缺失。使用金字人式视频掌控处置技术,可以利用数字化技术对信号展开处置,信号损失较少、图像效果好、配备灵活性、确保便利,而且大大降低了成本。

  本文使用视频编解码芯片SRAM,NANDFLASH与现场可编程门阵列FPGA(FieldProgrammableGateArray)设计了一套医用内镜金字人式图像收集控制系统。其中,视频解码芯片可以从视频信号中自动提供行、场实时信号并已完成A/D切换,而视频编码芯片则可自动对数字信号展开D/A切换,输入模拟信号。SRAM用作对视频流展开乒乓操作者,起缓冲作用,而FLASH则用作对个别图像展开存储,主动展开音频。

用于FPGA/CPLD研发数字电路,可大大增加电路的集成度、增大PCB体积小、强化系统功能、减少投资和延长开发周期,且具备可重复编程改动、开发工具智能化和电路设计灵活性等特点。随着电子工艺的不断改进,低成本的FPGA/CPLD器件已沦为当今硬件开发设计的选用方式之一。

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因此,本设计具备小体积、低成本、高可靠性和更容易再行研发等优点。  1.系统工作原理及设计方案  视频收集的系统框图如图1右图。系统上电后,单片机(MCU)通过I2C总线对视频编解码芯片初始化。

初始化顺利后,视频解码芯片开始工作,将通过CCD摄像头收集到的仿真视频信号转换成720x576的YUV4:2:2数字信号,然后输人FPGA。FPGA一方面作为SRAM的地址发生器,将数据输人到SRAM;另一方面还产生SRAM的读取掌控信号,用两片SRAM以乒乓操作者方式工作,使每片留存一场图像。与此同时,FPGA又将SRAM中的数据传人视频编码芯片中。由于使用了乒乓操作者,因此确保了视频流的流畅性,而视频编码芯片则对从FPGA输人进去的数字信号展开编码处置,从而将数字信号还原仿真视频信号,传人显示器展开表明。

  通过外部按键,可对FPGA发送到的图像展开失效、存储、移除、音频以及分屏音频等处置。一旦获得外部按键信号,FPGA将不会按照NANDFLASH的读取协议,在产生SRAM地址信号和读取掌控信号的同时,自动产生FLASH读取掌控信号,并向FLASH发送到涉及的读取命令以及地址信息,从而将数据从SRAM暂存至FLASH中(存储)或者从FLASH中暂存至SRAM(音频)。而当FLASH中数据仍然必须时,可通过FPGA发送到移除命令,必要对FLASH的登录方位展开读取操作者,从而防止了存储空间的严重不足。其各部分硬件自由选择和设计如下:  图1系统结构图  Fig.1Systemstructurediagram  视频解码芯片使用CONEXANT公司的Bt835KRF,对输人信号展开A/D切换,并获取实时信号与数字信号。

视频编码芯片使用CONEXANT公司的型号为Bt860产品,根据解码器获取的实时信号和数据,在输入末端已完成D/A切换。FPGA使用ALTERA公司Cyclone系列的EP1C6Q240C8芯片。该芯片使用0.。


本文关键词:医用,电子,内镜,嵌入式,视频,采集,控制系统,leye乐鱼娱乐app

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