發(fā)布時間：2017-04-23 13:09

  本文關(guān)鍵詞：三維腹腔鏡圖像傳感檢測與圖形用戶界面顯示系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：腔鏡外科是未來醫(yī)學(xué)發(fā)展的大趨勢,相較于傳統(tǒng)的開腹手術(shù),具有創(chuàng)傷輕,痛苦少,恢復(fù)快等優(yōu)點。腔鏡設(shè)備是腔鏡外科的關(guān)鍵設(shè)備,是醫(yī)生視覺的延伸,輔助醫(yī)生開展微創(chuàng)外科手術(shù)。但現(xiàn)有的二維腔鏡在手術(shù)中無法獲得像開腹手術(shù)一樣立體感強的真實視覺影像,醫(yī)生只能依據(jù)經(jīng)驗來判別腹腔內(nèi)各器官的深度狀態(tài),導(dǎo)致一些腔鏡手術(shù)操作困難,術(shù)中容易損傷重要臟器結(jié)構(gòu),嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生率明顯增高等情況,因此有必要進行三維腹腔鏡設(shè)備技術(shù)的探索,擴大腹腔鏡手術(shù)的應(yīng)用范圍。 20世紀(jì)90年代開始,國內(nèi)外便開始探索研究三維腹腔鏡系統(tǒng),并著力提高三維立體成像效果和圖像清晰度。目前,國外最新的三維腹腔鏡在實現(xiàn)三維立體成像的同時,圖像分辨率上達到百萬像素以上,為720p甚至是1080i高清成像。因此,有必要在三維圖像傳感檢測方面進行相關(guān)的研究和探索。本論文研究并實現(xiàn)了三維腹腔鏡的圖像傳感采集和處理顯示系統(tǒng),論文主要包括以下幾個方面： (1)分析了三維腹腔鏡的圖像傳感檢測和圖像處理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展情況,以CMOS圖像傳感器和FPGA平臺為基礎(chǔ),設(shè)計出了三維高清實時圖象處理系統(tǒng)框架,系統(tǒng)原型得以基本實現(xiàn)。 (2)對照CMOS圖象傳感器和CCD圖象采集芯片的性能特點,研究并實現(xiàn)了雙路CMOS圖象傳感器的參數(shù)配置和圖象數(shù)據(jù)采集傳輸。 (3)以FPGA平臺為基礎(chǔ),研究并實現(xiàn)了DDR2SDRAM分時讀寫操作的處理方法以及圖像數(shù)據(jù)的Bayer格式轉(zhuǎn)換算法和雙路圖像數(shù)據(jù)的輸出處理,最終實現(xiàn)720p/120Hz三維高清視頻圖像的實時顯示。 (4)針對三維腹腔鏡醫(yī)療設(shè)備的實際需求,實現(xiàn)了基于μC/GU Ⅰ和μC/OS-Ⅱ在FPGA平臺上移植的圖形用戶顯示界面的設(shè)計,在FPGA平臺上初步搭建了用戶界面,實現(xiàn)了白平衡設(shè)置、亮度調(diào)節(jié)等核心功能。 本論文實現(xiàn)的720p/120Hz三維高清實時視頻系統(tǒng),視頻顯示清晰穩(wěn)定,實時性良好。本文的研究為國內(nèi)三維內(nèi)窺鏡高清圖像采集系統(tǒng)的研發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：三維腹腔鏡 傳感檢測 FPGA 圖形用戶顯示界面
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R318.6;TP391.41
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究目的與意義11-13
• 1.3 論文總體框架13-14
• 2 基本理論架構(gòu)簡述14-33
• 2.1 三維成像技術(shù)簡介14-20
• 2.1.1 雙目視覺成像原理14-15
• 2.1.2 CCD和CMOS圖像傳感器15-17
• 2.1.3 雙路光學(xué)鏡頭設(shè)計原理17-20
• 2.2 3D立體顯示技術(shù)原理20-22
• 2.3 FPGA技術(shù)工具簡介22-28
• 2.3.1 QuartusⅡ開發(fā)平臺簡介22-26
• 2.3.2 NiosⅡ處理器集成開發(fā)環(huán)境簡介26-28
• 2.4 圖形用戶界面設(shè)計工具簡介28-33
• 2.4.1 μC/OS-Ⅱ概述28-30
• 2.4.2 μC/GUI概述30-33
• 3 三維腹腔鏡圖像傳感檢測系統(tǒng)的設(shè)計33-51
• 3.1 圖像實時處理方案分析33-35
• 3.2 圖像采集和處理系統(tǒng)原型35-42
• 3.2.1 系統(tǒng)硬件平臺的搭建35-41
• 3.2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理框架41-42
• 3.3 CMOS圖像傳感器的配置42-44
• 3.4 DDR2實時讀寫控制模塊的實現(xiàn)44-48
• 3.5 Bayer格式圖像的處理轉(zhuǎn)換48-49
• 3.6 3D格式圖像的生成49-51
• 4 圖形用戶界面的設(shè)計51-56
• 4.1 圖形用戶界面硬件平臺的搭建51-53
• 4.1.1 硬件平臺系統(tǒng)架構(gòu)的介紹51-52
• 4.1.2 圖形用戶界面的數(shù)據(jù)緩存設(shè)計52-53
• 4.1.3 系統(tǒng)設(shè)計的實現(xiàn)53
• 4.2 圖形用戶界面的開發(fā)設(shè)計53-56
• 4.2.1 μC/GUI和μC/OS-Ⅱ的移植53-55
• 4.2.2 圖形用戶界面的設(shè)計55-56
• 5 系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果分析56-65
• 5.1 三維腹腔鏡圖像傳感采集系統(tǒng)的實現(xiàn)56-63
• 5.1.1 系統(tǒng)原型56-58
• 5.1.2 CMOS圖像傳感器配置的實現(xiàn)58-60
• 5.1.3 DDR2實時讀寫控制的實現(xiàn)60-62
• 5.1.4 Bayer格式圖像處理轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)62-63
• 5.2 圖形用戶界面的設(shè)計實現(xiàn)63-65
• 6 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65
• 6.2 展望65-67
• 參考文獻67-69
• 作者簡歷69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：三維腹腔鏡圖像傳感檢測與圖形用戶界面顯示系統(tǒng)設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：322440