便携式耳鼻喉科通用接口电子内窥镜图像处理器设计与实现
发布时间：2021-03-19 12:52
电子内窥镜系统是微创医学的重要装备,其图像处理器设计是核心关键技术,也是研究热点。随着集成电路及嵌入式软件系统的发展,图像处理器向着更通用、更高数据吞吐率、更便携的方向发展。以耳鼻喉科对电子内窥镜系统的需求为例,急诊时需要方便接入多种内窥镜,出诊时需要系统轻便易携带。因此,能同时接入电子鼻咽喉镜、麻醉喉镜等多种电子内窥镜的便携式图像处理器成为设计重点。本文对已有产品性能特点和未来发展趋势进行分析,提出了 一种便携式耳鼻喉科通用接口电子内窥镜图像处理器的设计方案,克服了常规内窥镜系统笨重、不灵活、扩展性差的弊端,具有重要研究意义和应用价值。本论文采用先进的28nm HKMG低功耗工艺制作的ARM架构嵌入式平台,以及新版Linux 3.4.39内核对上述临床医学需求进行方案设计。所选平台具有小尺寸、低功耗、视频处理能力强的特性,适合实现便携式医用电子内窥镜图像处理器。在通用视频输入接口设计方面,本文针对主流的DVP、MIPI、USB接口图像传感器,研发了高效率的视频流软件架构及驱动软件,设计了专用视频流框架,为实现视频的高速低延迟处理,设计了多硬件共用视频缓冲区的方案,实现了多种视频输出接...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＥＮＦ－ＧＰ便携式鼻咽喉镜??
浙江大学硕士学位论文?１绪论??Ｓｔｏｒｚ推出的ＲＥＦ－０９１３３０便携式电子鼻咽喉镜，可在上下１４０°范围内弯曲，??搭配２．９＿外径的镜头，非常适合人体鼻咽喉狭小部位的观察。手柄设计符合??人体工学，确保医生可以灵活稳定操作。内置有ＬＥＤ光源，以及一体化的图像??控制器和监视器，使其灵活高效、携带方便，可以随时随地快速简单使用［９］。??７??图１．２?ＲＥＦ－０９１３３０便携式鼻咽喉镜??Ｓｔｏｒｚ推出的ＯＭＡＣＳ麻醉喉镜，它具有三种形状的窥视片，可与符合人体??工学设计的手柄合并为一体，能有效避免交叉感染，塑料材质的手柄不易断裂和??变形。其分辨率为３２０ｘ２４０，监视器为３．５英寸的小型屏幕，优点为体积孝功??耗低。缺点为分辨率比较低，图像质量比较差［９］。??图１．３?Ｃ－ＭＡＣＳ麻醉喉镜??国内专业的内窥镜厂商较少，功能与性能方面较国外都有较大差距。上海奥??华推出的ＭＢＣ－６便携式内窥镜系统，新型高像素图像传感器，搭配１２０°的视??野角，提供明亮高质量图像，３．５英寸的高分辨率屏幕，可以显示大动态范围清??晰图像，内置大容量存储设备，为长时间视频录像以及图片提供存储介质［１（）］。??泰兴斯美特推出的ＳＭＴ－Ｉ－Ｂ便携式麻醉喉镜，显示器可在上下０－１３０°，左右??０－２７０°范围内灵活旋转，内置２００万像素高清摄像头，图像分辨率可达１６００?ｘ??４??
浙江大学硕士学位论文?１绪论??Ｓｔｏｒｚ推出的ＲＥＦ－０９１３３０便携式电子鼻咽喉镜，可在上下１４０°范围内弯曲，??搭配２．９＿外径的镜头，非常适合人体鼻咽喉狭小部位的观察。手柄设计符合??人体工学，确保医生可以灵活稳定操作。内置有ＬＥＤ光源，以及一体化的图像??控制器和监视器，使其灵活高效、携带方便，可以随时随地快速简单使用［９］。??７??图１．２?ＲＥＦ－０９１３３０便携式鼻咽喉镜??Ｓｔｏｒｚ推出的ＯＭＡＣＳ麻醉喉镜，它具有三种形状的窥视片，可与符合人体??工学设计的手柄合并为一体，能有效避免交叉感染，塑料材质的手柄不易断裂和??变形。其分辨率为３２０ｘ２４０，监视器为３．５英寸的小型屏幕，优点为体积孝功??耗低。缺点为分辨率比较低，图像质量比较差［９］。??图１．３?Ｃ－ＭＡＣＳ麻醉喉镜??国内专业的内窥镜厂商较少，功能与性能方面较国外都有较大差距。上海奥??华推出的ＭＢＣ－６便携式内窥镜系统，新型高像素图像传感器，搭配１２０°的视??野角，提供明亮高质量图像，３．５英寸的高分辨率屏幕，可以显示大动态范围清??晰图像，内置大容量存储设备，为长时间视频录像以及图片提供存储介质［１（）］。??泰兴斯美特推出的ＳＭＴ－Ｉ－Ｂ便携式麻醉喉镜，显示器可在上下０－１３０°，左右??０－２７０°范围内灵活旋转，内置２００万像素高清摄像头，图像分辨率可达１６００?ｘ??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于H.264标准的实时视频压缩系统设计[J]. 张宛怡,张尧,周启炜. 数字通信世界. 2019(05)
[2]主流处理器架构及英特尔微架构发展分析[J]. 彭圳生,段妍羽,王赟. 信息系统工程. 2017(03)
[3]电子内窥镜的研究现状及发展趋势[J]. 张雯雯,周正东,管绍林,余子丽. 中国医疗设备. 2017(01)
[4]基于USB3.0高清内窥镜摄像系统的设计[J]. 郑志波,江贵平. 电子技术应用. 2016(03)
[5]嵌入式Linux设备驱动程序设计探讨[J]. 周菁. 电脑编程技巧与维护. 2016(04)
[6]嵌入式Linux字符设备驱动程序设计研究[J]. 杜俊. 甘肃科技. 2015(18)
[7]手机摄像头MIPI-PHY的FPGA实现与显示[J]. 张赫,李刚,张叶. 液晶与显示. 2014(04)
[8]基于ICA的稀疏编码算法在图像处理中的应用[J]. 陈红艳,马上. 成都信息工程学院学报. 2013(05)
[9]医用便携式移动数字高清手术摄像系统的研制[J]. 包济民,焦永春,李珺. 中国医学装备. 2013(03)
[10]基于ARM的高清视频监控系统的设计[J]. 乔奎贤,牛超. 电子设计工程. 2012(18)
硕士论文
[1]基于H.264编码算法的嵌入式视频监控系统研究与设计[D]. 王塬鹏.湖北工业大学 2019
[2]嵌入式便携式鼻咽喉镜图像控制器软件系统设计与实现[D]. 马登峰.浙江大学 2018
[3]高清电子医用内窥镜图像增强技术研究[D]. 章科建.浙江大学 2018
[4]基于Cortex-A9的高清摄像系统设计[D]. 葛正中.北方工业大学 2016
[5]DM8168高清视频采集系统开发[D]. 文念.华中科技大学 2016
[6]三维腹腔镜成像系统视频控制器设计与研发[D]. 程李成.浙江大学 2015
[7]Linux内核设备驱动研究[D]. 董华维.西安电子科技大学 2014
[8]三维腹腔镜图像传感检测与图形用户界面显示系统设计[D]. 陆玲.浙江大学 2014
[9]多场所多路高清视频监控中心的设计与实现[D]. 尚青青.南京邮电大学 2013
[10]嵌入式Linux设备驱动程序设计与实现[D]. 张雷.西南交通大学 2011
本文编号：3089600
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＥＮＦ－ＧＰ便携式鼻咽喉镜??
浙江大学硕士学位论文?１绪论??Ｓｔｏｒｚ推出的ＲＥＦ－０９１３３０便携式电子鼻咽喉镜，可在上下１４０°范围内弯曲，??搭配２．９＿外径的镜头，非常适合人体鼻咽喉狭小部位的观察。手柄设计符合??人体工学，确保医生可以灵活稳定操作。内置有ＬＥＤ光源，以及一体化的图像??控制器和监视器，使其灵活高效、携带方便，可以随时随地快速简单使用［９］。??７??图１．２?ＲＥＦ－０９１３３０便携式鼻咽喉镜??Ｓｔｏｒｚ推出的ＯＭＡＣＳ麻醉喉镜，它具有三种形状的窥视片，可与符合人体??工学设计的手柄合并为一体，能有效避免交叉感染，塑料材质的手柄不易断裂和??变形。其分辨率为３２０ｘ２４０，监视器为３．５英寸的小型屏幕，优点为体积孝功??耗低。缺点为分辨率比较低，图像质量比较差［９］。??图１．３?Ｃ－ＭＡＣＳ麻醉喉镜??国内专业的内窥镜厂商较少，功能与性能方面较国外都有较大差距。上海奥??华推出的ＭＢＣ－６便携式内窥镜系统，新型高像素图像传感器，搭配１２０°的视??野角，提供明亮高质量图像，３．５英寸的高分辨率屏幕，可以显示大动态范围清??晰图像，内置大容量存储设备，为长时间视频录像以及图片提供存储介质［１（）］。??泰兴斯美特推出的ＳＭＴ－Ｉ－Ｂ便携式麻醉喉镜，显示器可在上下０－１３０°，左右??０－２７０°范围内灵活旋转，内置２００万像素高清摄像头，图像分辨率可达１６００?ｘ??４??
浙江大学硕士学位论文?１绪论??Ｓｔｏｒｚ推出的ＲＥＦ－０９１３３０便携式电子鼻咽喉镜，可在上下１４０°范围内弯曲，??搭配２．９＿外径的镜头，非常适合人体鼻咽喉狭小部位的观察。手柄设计符合??人体工学，确保医生可以灵活稳定操作。内置有ＬＥＤ光源，以及一体化的图像??控制器和监视器，使其灵活高效、携带方便，可以随时随地快速简单使用［９］。??７??图１．２?ＲＥＦ－０９１３３０便携式鼻咽喉镜??Ｓｔｏｒｚ推出的ＯＭＡＣＳ麻醉喉镜，它具有三种形状的窥视片，可与符合人体??工学设计的手柄合并为一体，能有效避免交叉感染，塑料材质的手柄不易断裂和??变形。其分辨率为３２０ｘ２４０，监视器为３．５英寸的小型屏幕，优点为体积孝功??耗低。缺点为分辨率比较低，图像质量比较差［９］。??图１．３?Ｃ－ＭＡＣＳ麻醉喉镜??国内专业的内窥镜厂商较少，功能与性能方面较国外都有较大差距。上海奥??华推出的ＭＢＣ－６便携式内窥镜系统，新型高像素图像传感器，搭配１２０°的视??野角，提供明亮高质量图像，３．５英寸的高分辨率屏幕，可以显示大动态范围清??晰图像，内置大容量存储设备，为长时间视频录像以及图片提供存储介质［１（）］。??泰兴斯美特推出的ＳＭＴ－Ｉ－Ｂ便携式麻醉喉镜，显示器可在上下０－１３０°，左右??０－２７０°范围内灵活旋转，内置２００万像素高清摄像头，图像分辨率可达１６００?ｘ??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于H.264标准的实时视频压缩系统设计[J]. 张宛怡,张尧,周启炜. 数字通信世界. 2019(05)
[2]主流处理器架构及英特尔微架构发展分析[J]. 彭圳生,段妍羽,王赟. 信息系统工程. 2017(03)
[3]电子内窥镜的研究现状及发展趋势[J]. 张雯雯,周正东,管绍林,余子丽. 中国医疗设备. 2017(01)
[4]基于USB3.0高清内窥镜摄像系统的设计[J]. 郑志波,江贵平. 电子技术应用. 2016(03)
[5]嵌入式Linux设备驱动程序设计探讨[J]. 周菁. 电脑编程技巧与维护. 2016(04)
[6]嵌入式Linux字符设备驱动程序设计研究[J]. 杜俊. 甘肃科技. 2015(18)
[7]手机摄像头MIPI-PHY的FPGA实现与显示[J]. 张赫,李刚,张叶. 液晶与显示. 2014(04)
[8]基于ICA的稀疏编码算法在图像处理中的应用[J]. 陈红艳,马上. 成都信息工程学院学报. 2013(05)
[9]医用便携式移动数字高清手术摄像系统的研制[J]. 包济民,焦永春,李珺. 中国医学装备. 2013(03)
[10]基于ARM的高清视频监控系统的设计[J]. 乔奎贤,牛超. 电子设计工程. 2012(18)
硕士论文
[1]基于H.264编码算法的嵌入式视频监控系统研究与设计[D]. 王塬鹏.湖北工业大学 2019
[2]嵌入式便携式鼻咽喉镜图像控制器软件系统设计与实现[D]. 马登峰.浙江大学 2018
[3]高清电子医用内窥镜图像增强技术研究[D]. 章科建.浙江大学 2018
[4]基于Cortex-A9的高清摄像系统设计[D]. 葛正中.北方工业大学 2016
[5]DM8168高清视频采集系统开发[D]. 文念.华中科技大学 2016
[6]三维腹腔镜成像系统视频控制器设计与研发[D]. 程李成.浙江大学 2015
[7]Linux内核设备驱动研究[D]. 董华维.西安电子科技大学 2014
[8]三维腹腔镜图像传感检测与图形用户界面显示系统设计[D]. 陆玲.浙江大学 2014
[9]多场所多路高清视频监控中心的设计与实现[D]. 尚青青.南京邮电大学 2013
[10]嵌入式Linux设备驱动程序设计与实现[D]. 张雷.西南交通大学 2011
本文编号：3089600
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