目的設(shè)計(jì)一種基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）的高清醫(yī)用電子內(nèi)鏡圖像處理器,以便滿足醫(yī)院對(duì)高清電子內(nèi)鏡的需求。方法設(shè)計(jì)高清圖像處理器,包括高清攝像模組、高清采集和處理板、主控制板和機(jī)箱。采用微型高清CMOS圖像傳感器進(jìn)行圖像采集,使用1/11寸高清1 280×720 （簡(jiǎn)稱HD720P）、1/6寸全高清1 920×1 080 （簡(jiǎn)稱FHD1080P）兩種分辨率寬屏技術(shù);圖像處理采用Xilinx公司的XC3S200系列快速現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）芯片結(jié)合復(fù)雜圖像處理算法;還采用多屏、電子染色和放大技術(shù)。高清圖像處理器與高清醫(yī)用電子內(nèi)鏡、冷光源、高清顯示屏、臺(tái)車組裝成高清醫(yī)用電子內(nèi)鏡系統(tǒng),并進(jìn)行體外測(cè)試和試用。結(jié)果體外測(cè)試內(nèi)鏡系統(tǒng)符合臨床使用的要求。高清內(nèi)鏡圖像處理器可提供兩種高清寬屏圖像,即HD720P、FHD1080P高清圖像。圖像分辨率可以分別達(dá)到100萬(wàn)像素和200萬(wàn)像素。試用結(jié)果,咽部、人肺模型、手掌圖像清晰,顏色不失真。結(jié)論高清醫(yī)用電子內(nèi)鏡圖像處理器可以克服現(xiàn)有圖像處理器的缺陷,達(dá)到了高清、微型的效果,能夠更加細(xì)膩地顯示病灶圖像。 

【文章來(lái)源】：生物醫(yī)學(xué)工程與臨床. 2020,24(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

高清醫(yī)用電子內(nèi)鏡圖像處理器電路原理示意圖

高清攝像模組采用CMOS圖像傳感器，圖像傳感器采用1/11寸高清1 280×720（簡(jiǎn)稱為HD720P）、1/6寸全高清1 920×1 080（簡(jiǎn)稱為FHD1080P）兩種分辨率寬屏技術(shù)。1.1.2 高清采集和處理板

在高清內(nèi)鏡設(shè)計(jì)中，如何提高數(shù)據(jù)處理速度、加快圖像顯示實(shí)時(shí)性是一大難題[10]，也是核心技術(shù)之一。為采集和處理微型高清COMS圖像傳感器巨量全數(shù)字信號(hào)，高清圖像采集和處理板使用快速數(shù)字信號(hào)處理器（digital signal processor,DSP）和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（field programmable gate array,FPGA）芯片[7,9]、使用復(fù)雜圖像處理算法和知識(shí)產(chǎn)權(quán)核（intellectual property core,IP core）復(fù)用技術(shù)[11,12]，使圖像色彩更加真實(shí)、圖像更加清晰和細(xì)膩。通過(guò)顏色處理及圖像增強(qiáng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子染色，并輸出給高清顯示屏，以便幫助診斷特殊疾病。快速FPGA芯片采用Xilinx（賽靈思）公司的XC3S200系列芯片，最高工作頻率為630 MHz，具有更強(qiáng)大的功能和更多的邏輯單元數(shù)量，執(zhí)行速度更快，但成本和功耗更低。部分電路原理圖見圖3。圖像采集和處理板把高清信號(hào)傳送給主控制板。主控制板對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行快速處理和分發(fā)并傳送到高清存儲(chǔ)模塊和工作站接口，按鍵面板對(duì)主控制板實(shí)現(xiàn)控制。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高清消化內(nèi)鏡技術(shù)在早期上消化道癌診治中的應(yīng)用價(jià)值[J]. 劉洪全,鄭紹斐.  國(guó)際醫(yī)藥衛(wèi)生導(dǎo)報(bào). 2019 (18)
[2]神經(jīng)內(nèi)鏡手術(shù)治療高血壓腦出血22例療效分析[J]. 趙德濤,司麗麗,韓旭,單宏寬.  生物醫(yī)學(xué)工程與臨床. 2019(03)
[3]三維電子腹腔鏡系統(tǒng)[J]. 曹倫,毛昊陽(yáng),梁向南,何裕源,朱祥,毛亮亮,邵輝,何超.  中國(guó)醫(yī)療器械雜志. 2019(01)
[4]基于CMOS傳感器的高性能圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 任勇峰,王國(guó)忠,儲(chǔ)成群,焦新泉.  儀表技術(shù)與傳感器. 2019(01)
[5]CMOS圖像傳感器LVDS驅(qū)動(dòng)器電路設(shè)計(jì)[J]. 藏范軍,常玉春,劉洋,紀(jì)永成,郭楊鈺,馬成,王欣洋.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2018(04)
[6]基于FPGA的高清視頻信號(hào)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)[J]. 楊曉玲,劉文龍.  中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2018(06)
[7]基于256-MDCT心血管虛擬內(nèi)鏡在先天性心臟病診斷中應(yīng)用[J]. 姚莉萍,董莉亞,丁茗,虞崚崴,李京.  生物醫(yī)學(xué)工程與臨床. 2018(03)
[8]電子內(nèi)窺鏡的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張?chǎng)?周正東,管紹林,余子麗.  中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2017(01)
[9]基于FPGA的HDMI視頻流圖像處理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 潘磊,葛中芹,莊建軍,張志儉.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2015(10)
[10]醫(yī)用內(nèi)窺鏡關(guān)鍵技術(shù)的研究[J]. 陳慶.  中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2015(04)

碩士論文
[1]基于Zynq的高清高幀CMOS圖像攝像機(jī)設(shè)計(jì)[D]. 于詩(shī)矛.大連理工大學(xué) 2017
[2]高清3D電子內(nèi)窺鏡圖像處理系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 許敏芬.浙江大學(xué) 2015
[3]基于眾核處理器的高清內(nèi)窺鏡圖像處理軟件研發(fā)[D]. 劉宇光.浙江大學(xué) 2014
[4]高清電子內(nèi)窺鏡嵌入式信號(hào)處理技術(shù)研究[D]. 葉偉.浙江大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3095028