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文檔簡介
1、醫(yī)用電子內窺鏡是當前應用非常廣泛的醫(yī)療儀器,醫(yī)生通過內窺鏡能直接觀察到人體內臟器官的組織形態(tài)、體內病變情況,方便地進行診斷.由于醫(yī)用電子內窺鏡廣泛采用廣角物鏡,圖像存在嚴重的畸變.受計算機運算速度的限制,軟件只能校正靜態(tài)圖像的畸變,不能對動態(tài)圖像進行校正,因此該文利用超大規(guī)模集成電路的高速性能,設計了硬件畸變校正系統(tǒng),以達到實時校正的要求.從數字圖像處理的觀點來看,圖像畸變校正實際上是圖像的恢復問題,包括空間位置校正和灰度校正.該文以點
2、陣樣板校正方法為基礎,將定制的標準點陣樣板通過內窺鏡的光學系統(tǒng)成像,通過擬合畸變圖像和樣板圖像間的關系確定畸變函數,以此進行空間位置校正.灰度校正采用零階插值,這是由硬件的訪問速度決定的.用硬件實現畸變校正的方法是先用軟件計算出空間位置校正的結果,并轉換為電路校正所需的地址,固化在硬件查找表中,然后通過讀取查找表中的數據對灰度進行校正.為此需要在軟件環(huán)境下對硬件校正過程進行模擬,在保證校正圖像質量的前提下,盡量減少硬件查找表的存儲容量,
3、以減少系統(tǒng)的體積.硬件系統(tǒng)的功能包括視頻信號的解碼、畸變圖像的校正和校正圖像的編碼.解碼器采用Philips公司的視頻A/D芯片SAA7111將視頻信號轉換為16bitYUV數字圖像輸出.編碼器采用Concxant公司的視頻D/A芯片Bt864將校正的數字圖像轉換為視頻信號輸出.電路中采用SRAM存儲輸入和輸出圖像,EPROM作為查找表,并用FPGA作為視頻控制中心,實現對其余芯片的控制.由于FPGA是整個系統(tǒng)的控制中心,負責控制解碼、
4、校正和編碼等功能,所以FPGA程序設計是該文中任務量最大的部分.根據各芯片的功能,詳細地介紹了FPGA產生外部電路控制邏輯的方法,給出了相關的實驗波形圖和硬件系統(tǒng)的整體調試結果.最后,分析了硬件系統(tǒng)的誤差來源,比較了畸變校正的效果,總結了系統(tǒng)的特點,提出了改進的措施和方法. 該系統(tǒng)工作在PAL制式下,場頻50Hz,圖像采樣頻率13.5MHz,校正圖像大小為702×576,輸入信號和輸出信號均為標準視頻信號,校正圖像可直接送入監(jiān)視器顯示.
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