CMOS圖像通道在超聲診斷儀中的應用

1 引言

隨著醫療診斷儀器小型化、便攜化的進程，高性能32位微處理器正在越來越多地應用于各類小型醫療影像設備中，但是如何利用這些微處理器傳送和處理實時圖像，卻是一個丞待解決的問題。從ARM 7系列開始，ARM處理器就集成了CMOS(Complementary Metal Oxide SemiConductor)圖像傳感器接口，這為解決上述問題提供了可能。處理器可以通過CMOS圖像傳感器接口適應不同的CMOS圖像傳感器。通過CMOS接口，圖像數據將被送入到系統的CMOS圖像通道中。CMOS圖像通道為CMOS圖像傳感器接口與系統AHB(Advanced High peRFormanceBus)總線之間的連接通路，由CSI (CMOS Sensor Interface)和PRP(Pre-Processor)組成。該通道專門用于高速圖像傳輸，提供了多種圖像格式輸入和傳輸方式，并能在通道內進行顏色空間變換、窗體調整等多種操作，是診斷圖像以及其他圖像應用傳輸的理想通道。

本文討論了一種基于32位微處理器ARM9E和嵌入式Linux的便攜式超聲診斷儀的解決方案。系統以CMOS圖像通道為診斷網像的傳輸通道，將采集的超聲圖像信息送人系統總線，在嵌入式Ijnux操作系統平臺上，實現了診斷圖像的實時顯示和靜態圖像的大容量非易失性存儲，所實現的診斷系統不僅功能強大、擴展容易，而且還兼顧了小型化的需求。

2 系統構架

本文設計的便攜式超聲診斷儀系統結構如圖l所示。用戶通過輸入設備向系統輸入控制命令，完成超聲圖像的采集、顯示、保存等相關處理。當執行掃描命令時，系統通過串口向以FPGA為核心的超聲圖像采集模塊發送圖像采集命令，控制超聲探頭掃描驅動電路和信號發射接收電路同步動作。接收的超聲信號在超聲圖像采集模塊中經放大、模數轉換后送人FPGA，完成數字掃描變換(DCS)和插值運算后，得到二維的B超圖像信息。將該圖像信息進行格式轉換后通過ARM芯片CMOS接13送人控制系統，經圖像通道傳輸后，完成在LCD(Liquid Crystal Display)上的實時顯示，同時可拔插的大容量SD(Secure Digital Memory Card)卡可對所需的圖像進行保存。保存的圖像信息可以進行離線處理，比如打印、電影回放、遠程瀏覽等。