基于ARM與FPGA的醫(yī)用內(nèi)窺攝像系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、醫(yī)用內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)作為數(shù)字影像類(lèi)醫(yī)療設(shè)備的一種，使得用戶(hù)能夠獲得更多的人體生理信息，但是存在體積龐大的缺點(diǎn)。隨著電子信息技術(shù)和嵌入式技術(shù)的發(fā)展，增強(qiáng)醫(yī)療器械的功能，減小設(shè)備的尺寸，是現(xiàn)代醫(yī)療器械發(fā)展的趨勢(shì)。
　　 本文分析了用戶(hù)對(duì)醫(yī)用內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)的功能要求，比較了內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀，提出了一種采用ARM與FPGA相結(jié)合的醫(yī)用內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)以FPGA芯片與ARM S3C2440芯片為核心，采用CCD

2、攝像頭采集內(nèi)窺鏡圖像，利用FPGA強(qiáng)大的并行處理能力及豐富的硬件資源實(shí)現(xiàn)圖像處理，運(yùn)用ARM嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
　　 本文介紹了一種基于ARM與FPGA的醫(yī)用內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)論述了FPGA實(shí)現(xiàn)攝像、圖像凍結(jié)的原理與具體實(shí)現(xiàn)方法，包括ITU-R BT.656數(shù)字視頻流的解碼、幀起始檢測(cè)、視頻緩存及圖像凍結(jié)、圖像顯示等功能模塊。在圖像處理方面，本文提出了一種基于滑動(dòng)窗的色差插值算法。運(yùn)用該方法實(shí)現(xiàn)YCbCr4

3、:2:2格式到Y(jié)CbCr4:4:4格式色彩重采樣，可在一定程度上減小色差重采樣過(guò)程引起的色差信號(hào)損失。此外，本文研究了ARM與FPGA之間通信的實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)了ARM與FPGA通信接口驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。將FPGA作為ARM的外圍存儲(chǔ)設(shè)備，通過(guò)系統(tǒng)總線連接到ARM，實(shí)現(xiàn)兩者通信。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了圖像凍結(jié)、圖像回放、實(shí)時(shí)顯示等功能，實(shí)現(xiàn)了凍結(jié)圖像由FPGA傳輸?shù)紸RM。該系統(tǒng)占用的FPGA資源少，為后續(xù)圖像處理開(kāi)發(fā)提