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采用FPGA技术的电子立体内窥镜显示系统

张光伟  郑方印  
【摘要】:本文介绍了采用FPGA(Field Programmable Gate Array)技术的电子立体内窥镜显示系统的原理。本系统采用双CCD摄像机进行立体成像技术,根据立体视觉原理来模拟人的双眼,从不同的角度摄取左右两幅图像。由于CCD摄像机的光敏面尺寸为2.5×2.5mm并且位于内窥镜的前端,取消了传统硬管内窥镜的棒透镜组,光能的损耗降低,在图像转换效率上大大提高。同时,有镜头组带来的图像的畸变、色差、像散也随之减小,使得图像更加清晰。在立体显示方法上,本文采用时分制立体显示技术, 用Lattice XP系列的非易失性FPGA实现双路视频采样、视频合成及显示,利用VHDL(VHSIC Hardware Description Language)语言设计控制时钟信号、SDRAM控制器、并对视频编码器和解码器的I2C寄存器进行工作的初始化配制,实现倍频时钟的产生、双路视频图像数据的交替读取、图像存储器地址产生控制、图像数据的传输。把多种格式的双路视频的每帧图像交替显示在高带宽的显示器上,通过液晶调制屏和偏振眼镜实现观察过程中的左右图像同步分离,从而使观察者产生立体感。文中介绍了采用 FPGA技术的立体显示的硬件实现方法,对整个系统进行了比较详细的介绍。并对该系统在微创伤外科及光电内视检测领域的应用也作了简要的介绍。

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