基于DSP的医用视频采集与传输系统的研究与设计

发布时间：2020-03-27 01:57

【摘要】：随着当今社会的发展,科学技术已经渗透到了各个领域,极大便利了人们的生活,尤其是将科技应用于医疗中,对人们的健康更是有着非常重要的意义。手术视频作为医疗中重要的教学、总结和交流手术经验的资料,能够完整清晰保存下来显得尤为重要,然而现有的设备中经常会出现视频得不到很好的采集、存储和传输的问题,甚至存在运动模糊等情况。针对以上问题,本文设计了基于DSP的高清视频采集与传输系统。该系统能实现1080P高清视频的采集,并针对医疗手术视频采集过程中产生的运动模糊图像进行去模糊的算法研究。本设计所做的工作主要如下:首先,通过对当前流行的几种视频采集与传输系统的比较,介绍了 Hi3516A芯片,进而通过传感器的选择,确定了以Hi3516A+IMX302为核心的系统架构,最终通过此架构,给出了系统的整体设计方案。其次,为满足设计要求,搭建了基于DSP的整体硬件平台,设计部分分成四大模块,分别为电源模块,视频输入模块,视频核心处理模块和视频传输模块。其中,电源模块主要是针对各个模块所需要的电源进行设计,通过不同芯片的电平转换,满足各个模块不同的电源需求;输入模块主要是对索尼公司的IMX302 CMOS传感器与Hi3516A芯片的接口进行设计;核心的处理模块是以Hi3516A芯片为核心,对其外围的电路进行扩展设计,主要包括对JTAG调试模块,存储模块,时钟复位模块以及USB模块的设计;视频传输模块中通过选用HDMI接口,用来实现可传输无压缩的高质量及高速的1080p高清视频。然后,针对系统软件方面,通过安装Hi3516A的SDK,完成对系统的嵌入式交叉编译环境的搭建,进而完成了对U-boot的编译、Linux内核的移植、根文件系统的制作以及整个软件环境的设计。最后对整个软硬件环境进行搭建,完成了整个视频采集与传输系统的系统设计。最后,针对医疗视频产生的运动模糊问题,通过实验分析比较三种运动去模糊算法,最终选择RL复原法;通过对小波去噪分析的实验与分析,最后确定了先以小波阈值去噪然后通过RL迭代复原的算法作为医疗视频去运动模糊的整体算法方案。
【图文】：

方案,芯片

图２．２方案二逡逑Ｆｉｇ．２．２邋Ｓｃｈｅｍｅ邋２逡逑（３）由图２．３所示，通过传感器采集的图像信息，通过ＦＰＧＡ芯片来进行逡逑视频的传输和压缩处理，但是该方案成本较高，且成功率低，，综合考虑，并不逡逑适合实验开发。逡逑Ｓｅｎｓｏｒ逦控制数据逦ＤＳＰ／ＦＰＧＡ逡逑图２．３方案三逡逑Ｆｉｇ．２．３邋Ｓｃｈｅｍｅ邋３逡逑本设计的要求是实现高清视频的采集和传输，对视频处理的要求较高，且逡逑要求该芯片具有丰富的外围电路设计，并且要求成本适宜，综合考虑，决定采逡逑用方案二来作为本系统的处理器方案。通过对各类ＤＳＰ芯片的筛选，最终选择逡逑以海思公司的Ｈｉ３５１６Ａ芯片作为本系统的核心处理器。以下是对Ｈｉ３５１６Ａ的介逡逑绍。逡逑２．２邋Ｈｉ３５１６Ａ邋简介逡逑系统选用的处理器芯片是海思公司的Ｈｉ３５１６Ａ芯片，是一款基于Ｃｏｒｔｅｘ－Ａ７逡逑内核的ＤＳＰ芯片，其ＣＰＵ工作时的时钟频率最高的时候可以达到６００Ｍｈｚ，指逡逑令缓存和数据缓存为３２ＫＢ，二级缓存为１２８ＫＢ，内部集成了当前流行的多种逡逑编码器；而且支持多种多码流实时独立编码；视频输入接口支持各种采样标准；逡逑支持ＨＤＭＩ接口

方案,方案成本,硕士学位论文,图像信息

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【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R-05;TP212;TN919.8

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