基于FPGA的高清电子内窥镜视频缓存控制器设计

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1、浙江大学生物医学工程与仪器科学学院硕士学位论文基于FPGA的高清电子内窥镜视频缓存控制器设计姓名：赵戟珅申请学位级别：硕士专业：电子信息技术及仪器指导教师：陈耀武;周凡20080101浙江大学硕上学位论文基于FPGA的高清电子内窥镜视频缓存摔制器i殳计摘要电子内窥镜在现代医疗和工业检测领域中都具有重要的应用价值和研究价值。视频缓存控制器是电子内窥镜视频处理系统的核心之一，也是影响视频图像实时处理速度的瓶颈之一。本课题针对现代电子内窥镜在视频图像的高清晰度、低失真以及高速实时处理等方面不断增长的需求，设计实现了基于FPGA的高清电子内窥镜视频缓存控制器。本文在广泛调研电子内窥镜发展现状和

2、数字视频图像存储技术的基础上，结合高清电子内窥镜视频图像的特点提出了视频缓存控制器的功能需求，研究了视频缓存控制器的设计方法，并讨论了其设计实现过程。本设计的视频缓存控制器采用Xilinx的Virtex．5高性能FPGA来实现，负责视频数据缓存的读写控制以及原始视频数据的分离和缓冲等功能。调试以及性能分析结果表明，本设计实现的视频缓存控制器能够支持高清分辨率1080i(1920×1080@30fps)的原始视频数据15秒的缓存和读取，工作频率达到200MHz，实现了预期的设计目标。关键词电子内窥镜，高清，视频缓存控制器，FPGA设计，XilinxAbstractElectronicen

3、doscopehasveryimportantapplyingandresearchingvalueinthemodeITImedicaldiagnosisandindustrialnon．destructivetestingareas．Videobuffercontrollerisoneofthecoresubsystemsofthevideosystemcenterofelectronicendoscope．Torealizehigh—speedreal—timeprocessingforhigh-definitionandlow．distortionendoscopicimage

4、，thisthesisintroducestheFPGAdesignofvideobuffercontrollerforhighdefinitionelectronicendoscope．Basedontheresearchofelectronicendoscopetechnologyandstoragetechniquesofdigitalvideodata,requirementofvideobuffercontrollerisproposed．Thenthethesisestablishestheoveralldesignframeworkofthevideobuffercont

5、roller,anddescribesthefunctionsandcomponentsofthecontroller．ThevideobuffercontrollerisdesignedbasedonXilinxVirtex一5FPGA．ItsmainfunctionistOcontroldatawritingandreadingprocedureofx，ideobuffer,alsotOmanagethevideodataflou：Thefinaldebuggingandperformanceanalysisshowthatthevideobuffercontrollerreali

6、zedinthisthesisCansupportbufferofhighdefinition1080i(1920×l080@30fps)videodatain15seconds，andtheoperatingfrequencyofthecontrollerhasachieved200MHz．Therefore，thebasicgoalisaccomplished．KeywordsElectronicEndoscope，HighDefinition，VideoBufferController,FPGADesign，Xilinx浙江大学硕上学位论文基于FPGA的高清电子内窥镜视频缓存控制

7、器设计1．1课题背景概述第1章绪论1．1．1电子内窥镜技术概述电子内窥镜是由传统的内窥镜发展而来的，是传统内窥镜技术与现代计算机技术、微电子技术等高新技术不断发展和融合的产物。内窥镜的历史经历了从硬性光学内窥镜到光导纤维内窥镜再到电子内窥镜的过程。随着半导体和计算机技术的飞速发展，1983年美国人首先发明了电子内窥镜并应用于临床，被认为是内窥镜发展史上的第三个里程碑。斟I．I现代I也子

8、J、J窥镜廊川J“泛J见t℃l乜’，J勺窥镜应JHJ一泛，