1、,光学工程与光电子学术论坛 报告,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,报告提纲,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,一、课题背景,目前所用内镜诊治系统（主机）体积较大，通常需要台车放置、必须在特定的场地和环境下才可使用，无法满足野战、救灾等条件下的需求，阻碍着野战内外科多种疾病的急救和及时诊治。本项目拟研制一款结构精简的便携式电子内镜系统。,电子内镜,一、课题背景,显示器、键盘、图像处理器、蓄电池集成为一体。视频接口拓展，用笔记本电脑代替台式PC工作站。,便携式电子内镜硬件设计,3D内窥镜内窥镜胶囊,二、总体方案设计,Xilinx在2011推出的ARM+FPGA双核架构片上系统。ARM采用
2、Cortex-A9处理器。ARM与FPGA通过AXI总线连接。AXI_LITEAXI4AXI_STREAMARM与FPGA共享内存,处理器 ZYNQ 7000 SOC,1. 实物图,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,2. 系统设计方案,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,视频采集,视频采集模块对TVP5150芯片进行配置，TVP5150输出标准的ITU_R BT.656数据，对有效数据进行采集，并进行数据位的合并，输出24位的CrCbY数据和行场同步信号给下一个模块。,三、硬件模块设计, 输出数据： PAL制式 ：偶行、偶行奇行、奇行 帧频 ：25帧/s 分辨率 ：720*576 数据格
3、式：4:2:2的Y、Cr、Cb (Cb、Y、Cr、Y、Cb、Y) 一个像素：YCbCr,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,TVP5150总数据量：625行(576行有效)，1728字节(1440字节有效，720个Y，360个Cb，360个Cr),便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,数据位合并,时钟 pclk,采集的数据,输出的数据,每隔两个时钟周期输出一个数据，输出数据的时钟频率是pclk的二分频,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,YCbCr_to_RGB,axi stream,Gamma correction,axi stream,axi stream,Color correcti
4、on,axi stream,vdma,SDRAM,颜色空间转换模块,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,gamma correction,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,CRT显示器亮度响应曲线,gamma correction,color correction,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,Axi_stream,vdma,DDR3 SDRAM,PS arm部分,vdma模块,便携式电子内镜成像系统的硬件平台设计,奇偶行交叉存储,address1,*(vdma_base+s2mm_addr1) = (unsigned int) addres
5、s1;*(vdma_base+s2mm_addr2) = (unsigned int)( address1+720*4);*(vdma_base+s2mm_ STRIDE) = (unsigned int)(720*4*2);,显示模块,便携式电子内镜硬件设计,视频分辨率：720*576显示分辨率：640*480,*(display_base_addr+ (i * 4) )=mode.x,VDMA,SDRAM,display,液晶屏,arm,mode:640*480800*6001280*720,光电成像与检测技术实验室 报告,实验结果,总结,四、总结,实现了对ccd摄像头的视频采集FPGA部分的图像处理算法设计图像的分辨率为720*576，帧频为25帧每秒，满足便携式电子内镜的要求，并且性能稳定、功耗低，在医用便携式内窥镜领域有较好的应用前景,Thanks,光学工程与光电子学术论坛 报告,
