基于嵌入式系統(tǒng)的便攜式視頻喉鏡研發(fā).pdf

1、在急診搶救中，氣管插管技術(shù)是維持呼吸道通暢的有效方法。然而由于視覺(jué)盲區(qū)等原因，氣管插管可能會(huì)引起嚴(yán)重的并發(fā)癥。視頻喉鏡可以將采集到的圖像顯示在液晶屏上，同時(shí)顯示氣道結(jié)構(gòu)和插管器械位置，操作直觀便捷，大大降低了心血管反應(yīng)等并發(fā)癥。目前國(guó)內(nèi)的視頻喉鏡功能單一，無(wú)法保存圖像、更沒(méi)有相應(yīng)的圖像處理功能，因此有必要對(duì)電子視頻喉鏡進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
　　本文采用嵌入式處理器作為視頻喉鏡系統(tǒng)的硬件核心部件，基于Wince實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用程序

2、設(shè)計(jì)。在視頻喉鏡的光學(xué)成像基礎(chǔ)上，本文主要進(jìn)行了兩個(gè)方面的工作。(1)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)及研發(fā)。視頻數(shù)據(jù)通過(guò)嵌入式處理器的CameraA接口和DMA通道緩沖到內(nèi)存SDRAM中，并通過(guò)串口rgb888通道在LCD屏實(shí)時(shí)顯示;采用LVDS編解碼方法保證視頻數(shù)據(jù)的無(wú)損長(zhǎng)距離傳輸;嵌入式處理器的SDMMC0接口擴(kuò)展SD存儲(chǔ)卡，并且通過(guò)(II)S接口擴(kuò)展語(yǔ)音電路，按鍵操作可同時(shí)保存視頻和音頻文件。(2)系統(tǒng)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)及研發(fā)。包括Wince底層

3、的硬件驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用層的用戶軟件。驅(qū)動(dòng)程序基于MDD層和PDD層設(shè)計(jì)，主要包括camera驅(qū)動(dòng)、LCD驅(qū)動(dòng)、語(yǔ)音模塊驅(qū)動(dòng)、SD卡驅(qū)動(dòng)及按鍵驅(qū)動(dòng)。其中camera驅(qū)動(dòng)配置CMOS圖像傳感器并負(fù)責(zé)采集圖像;LCD驅(qū)動(dòng)把圖像實(shí)時(shí)顯示液晶屏上;按鍵驅(qū)動(dòng)檢測(cè)是否有按鍵按下，提供和用戶的交互。用戶軟件主要完成錄制視頻、保存圖片、自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡等控制功能。錄制視頻采用多線程并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)RGB顏色空間轉(zhuǎn)換YUV顏色空間，并采用MFC硬件編碼存儲(chǔ)壓

4、縮視頻文件，壓縮比高達(dá)140∶1;自動(dòng)曝光根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)了峰值測(cè)光和均值測(cè)光算法，可在1秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速曝光時(shí)間調(diào)整，獲得最佳的圖像效果;最后，通過(guò)multibin和裁剪內(nèi)核的方法使系統(tǒng)開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)間減小到5秒以內(nèi)，充分考慮到了急救時(shí)的氣管插管的應(yīng)用場(chǎng)合。
　　本課題設(shè)計(jì)的電子視頻喉鏡系統(tǒng)支持HDMI、CVBS等多格式視頻輸出，LCD顯示的分辨率為320*240，錄制視頻的分辨率為640*480，錄制視頻幀率達(dá)到25fps，可以保