基于ARM與FPGA的醫(yī)用內(nèi)窺攝像系統(tǒng)設計.pdf

1、醫(yī)用內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)作為數(shù)字影像類醫(yī)療設備的一種，使得用戶能夠獲得更多的人體生理信息，但是存在體積龐大的缺點。隨著電子信息技術和嵌入式技術的發(fā)展，增強醫(yī)療器械的功能，減小設備的尺寸，是現(xiàn)代醫(yī)療器械發(fā)展的趨勢。
　　 本文分析了用戶對醫(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)的國內(nèi)外技術現(xiàn)狀，提出了一種采用ARM與FPGA相結合的醫(yī)用內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)的設計方案。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強大的并行處理能力及豐富的硬件資源實現(xiàn)圖像處理，運用ARM嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)人機交互。
　　 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)的總體設計方案，重點論述了FPGA實現(xiàn)攝像、圖像凍結的原理與具體實現(xiàn)方法，包括ITU-R BT.656數(shù)字視頻流的解碼、幀起始檢測、視頻緩存及圖像凍結、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窗的色差插值算法。運用該方法實現(xiàn)YCbCr4

3、:2:2格式到YCbCr4:4:4格式色彩重采樣，可在一定程度上減小色差重采樣過程引起的色差信號損失。此外，本文研究了ARM與FPGA之間通信的實現(xiàn)方法，實現(xiàn)了ARM與FPGA通信接口驅動程序的開發(fā)。將FPGA作為ARM的外圍存儲設備，通過系統(tǒng)總線連接到ARM，實現(xiàn)兩者通信。
　　 實驗結果表明，該系統(tǒng)實現(xiàn)了圖像凍結、圖像回放、實時顯示等功能，實現(xiàn)了凍結圖像由FPGA傳輸?shù)紸RM。該系統(tǒng)占用的FPGA資源少，為后續(xù)圖像處理開發(fā)提