电子内窥镜CCD彩色图像采集与显示系统.doc

第 卷第 期 仪 器 仪 表 学 报 *M M 年 月 *((( * 基于 的电子内窥镜 彩色图像采集与显示系 !#$ %% 统 ! 江 洁 郁道银 （天津大学精仪学院 天津 ） ’((()* （教育部光电信息技术科学开放实验室） 王金刚 （天津大学电信学院 天津 ） ’((()* 摘要 本文介绍了电子内窥镜 图像采集和显示系统的研究与实现，并主要论述了以现场可编程门阵列（ ）为系统控 %% !#$ 制核心的 图像采集和视频显示缓存管理及窗口控制，以及基于锁相原理的系统时钟的生成，包括同步信号发生电路和高频 %% 主时钟电路。 关键词 电子内窥镜 系统时钟 图像采集 视频显示缓存 现场可编程门阵列（ ） %% !#$ !#$$%$’()*+#-.0121314+45%12’+14 823#*9:’#.3(41. , / 6 7 , 7 :452.#;+2#54=- 6 +,-./+,012-34,. （ ） !#$%’()*+,+-.-,$)/0-$1-2%3+4-5+-6-+7),+$8 3+4-5+- 9:::; =+-4 （ ， ） ?#$@A*$)-+*.-’)04$+-B*+-*4-C3*-A28D4E% F?1 5-./+,./-./ （ ） !#$%’1A*$)-+*1-2%3+4-5+-6-+7),+$8 3+4-5+- 9:::; =+-4 -?23(+.3 67,89-90:,.;:32=08;708;24-.,9?00.;-;,3.3@%%,-/0-=A2,8,;,3.-.,89?-4,./848;03@ （ ） ， 0?0=;:3.,=0.38=390B$8;70@,0?9:3/:--C?0/-;0-::-4 !#$ C0,./;70=3:03@;7,8848;0 ;709-90:0D 、 8=:,C08;70%%,-/0-=A2,8,;,3. ,89?-4,./C2@@0:-.-/00.;-.E,.3E=3.;:3?BF-803.;709:,.=,9?03@ ， 97-80G?3=H0?339 ;70/0.0:-;,3.3@848;0=?3=H,.=?2,./;70=,:=2,;3@;7084.=7:3.,I-;,3.8,/.-?8-.7,/7G@:0D A20.=4-8;0:=?3=H,8-?8308=:,C0,.0;-,?B @#7A(52 J?0=;:3.,=0.38=390 K48;0=?3=H %%,-/0-=A2,8,;,3. L,03,89?-4,./C2@@0: !,0?9:3/:-D （ ） -C?0/-;0-::-4 !#$ 统。 引 言 与传统的分离器件和大规模集成芯片构成的电子 B 内窥镜不同，系统采用 （现场可编程门阵列） !#$ 年，美国 公司研制成功了电子 MNO’ 50?=7$??4. 内窥镜，使内窥镜技术跨入电子时代 ］。电子内窥镜 ［ M 器件实现图像采集及显示系统控制。可编程器件综合 了分离器件与大规模集成芯片的优点，具有用户可编 技术是目前最先进的内窥镜技术，该技术的发展使得 程特性，极大缩短了设计周期，减少了设计费用，降 医学成像技术向前迈进一大步。与 、 超图像成 低了设计风险。而且器件包含大量的门电路，具有高 %6 F 像原理不同，它是用光学镜头成像于面阵 （电 的速度，使设计的电子产品达到小型化，集成化和高 %% 荷耦合器件），由 进行光电变换，将图像由光信 %% 号转换成视频电信号经电缆传送到监视器上显示 ］。 ［ * 可靠性 ］。 ［ ’ 系统的构成 因此电子内窥镜系统是一个超小型 的图像采集 C %% 与显示系 图 是 图像采集与显示系统的构成图，系 M %% ! 本文于 年 月收到。 万方数据 MNNO MM 统包括：时钟、图像采集、视频处理及 、显示缓 $! 存、计算机接口、视频输出（ 及视频编码）等几 !$  第 期 基于 的电子内窥镜 彩色图像采集与显示系统 ! 26.- # 9! 个部分。本文主要论述系统的图像采集、显示缓存控 制及系统时钟发生。 图 ! 系统的构成 图像采集 !# # 器 件 是 一 种 多 用 途 器 件， 可 用 作 存 储 器、 # 信号处理电路和图像采集器件 等。作 为 图 像 采 集 器 件，与摄像 管 相 比， 器 件 没 有 色 的 阴 影 效 应， # 摄取的图像无灼伤现象，无余像。它的灵敏度高，工 作稳定 ］。由于 ［ $ 是放置在进入人体消化道的内 # 窥镜镜头部分，其尺寸受到很大的限制，一般不超过 ，这也限制了超小型 彩色图 像 采 集 系 统 !$%% # 方案的选择。由于体积庞大，三色 方案首先被 # 排除。同体积的 ，彩色