CMOS图像通道在超声诊断仪中的应用

2010-05-28 21:09:46来源: 互联网

      摘 要:本文介绍了一种以CMOS 图像通道进行图像传输的便携式超声诊断仪控制系统。系统基于 ARM 32 位微处理器和嵌入式Linux 操作系统,完成了诊断图像在CMOS 图像通道中的传输和处理,实现了诊断图像的实时显示和大容量非易失性存储。构建诊断仪不仅功能强大、扩展容易,而且还兼顾了小型化的需求。

1 引言

  随着医疗诊断仪器小型化、便携化的进程,高性能32位微处理器正在越来越多地应用于各类小型医疗影像设备中,但是如何利用这些微处理器传送和处理实时图像,却是一个丞待解决的问题。从ARM 7系列开始,ARM处理器就集成了CMOS(Complementary Metal Oxide SemiConductor)图像传感器接口,这为解决上述问题提供了可能。处理器可以通过CMOS图像传感器接口适应不同的CMOS图像传感器。通过CMOS接口,图像数据将被送入到系统的CMOS图像通道中。CMOS图像通道为CMOS图像传感器接口与系统AHB(Advanced High peRFormanceBus)总线之间的连接通路,由CSI (CMOS Sensor Interface)和PRP(Pre-Processor)组成。该通道专门用于高速图像传输,提供了多种图像格式输入和传输方式,并能在通道内进行颜色空间变换、窗体调整等多种操作,是诊断图像以及其他图像应用传输的理想通道。

  本文讨论了一种基于32位微处理器ARM9E和嵌入式Linux的便携式超声诊断仪的解决方案。系统以CMOS图像通道为诊断网像的传输通道,将采集的超声图像信息送人系统总线,在嵌入式Ijnux操作系统平台上,实现了诊断图像的实时显示和静态图像的大容量非易失性存储,所实现的诊断系统不仅功能强大、扩展容易,而且还兼顾了小型化的需求。

2 系统构架

  本文设计的便携式超声诊断仪系统结构如图l所示。用户通过输入设备向系统输入控制命令,完成超声图像的采集、显示、保存等相关处理。当执行扫描命令时,系统通过串口向以FPGA为核心的超声图像采集模块发送图像采集命令,控制超声探头扫描驱动电路和信号发射接收电路同步动作。接收的超声信号在超声图像采集模块中经放大、模数转换后送人FPGA,完成数字扫描变换(DCS)和插值运算后,得到二维的B超图像信息。将该图像信息进行格式转换后通过ARM芯片CMOS接13送人控制系统,经图像通道传输后,完成在LCD(Liquid Crystal Display)上的实时显示,同时可拔插的大容量SD(Secure Digital Memory Card)卡可对所需的图像进行保存。保存的图像信息可以进行离线处理,比如打印、电影回放、远程浏览等。

 

3 系统硬件设计

  3.1硬件框图

  本设计选用以ARM926EJ-S为内核的Freescale i.MX21作为处理器,控制系统的硬件框俐如图2所示,系统是以ARM处理器为核心,外加兼容的硬件外设。超声采集模块完成图像的采集和传入,LCD把传人的图像信息实时的显示出来,通过SD卡把大量的图像数据保存起来以便后期处理。通过外加USB HUB。可将鼠标、键盘、打印机接入系统。本地储存的诊断图像数据可以通过快速以太网控制处理器DM9000送入网口,通过以太网实现远程浏览。

  3.2 CMOS图像通道

  本控制系统CMOS图像通道框图如图3所示,超声图像数据的传入利用i.MX21芯片的CMOS图像传感器接口来实现。该接口支持的图像数据类型包括RGB565、RGB888、YUV422、YUV444等。不同类型的图像数据在CMOS口经过CSI 8位采样后,封装成32位图像数据送人CSI RxFIFO。CSI RxFIFO中的图像数据根据类型的不同,送显和存储的硬件和软件实现方法也是不同的。

     

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关键字:CMOS  ARM  嵌入式Linux  超声诊断仪

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2010/0528/article_1228.html
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