紅外醫(yī)學成像系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于紅外成像技術領域，涉及一種醫(yī)學紅外成像系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著科學的進步與技術的發(fā)展，紅外成像技術廣泛應用于軍事、工業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療、森林防火、環(huán)境保護等各個領域。無論是在國防上，還是在工業(yè)上，以及在醫(yī)療和科學研究上，紅外成像技術在這些關系到國計民生的領域里都有著極其廣泛的應用，起著不容忽視的作用。
[0003]紅外成像技術是第二次世界大戰(zhàn)后新興的一項紅外信號轉換并加以處理的技術，主要研究紅外輻射能的發(fā)射、傳輸、接收的規(guī)律及其實現過程。自然界一切溫度高于絕對零度(-273.15°C)的物體都能向周圍熱輻射，這是由于大自然中的物體都是由分子組成，而物體內部的帶電粒子都是在不停地運動，粒子間的相對運動就會產生熱能，紅外福射屬于熱輻射的一部分，常溫中的物體發(fā)出的熱輻射主要成份就是紅外輻射。紅外輻射是一種不可見光，它與可見光波長相鄰。其中，可見光的波長在0.38?0.76um之間，紅外線的波長在0.76?100um之間。物體的輻射溫度與紅外輻射發(fā)出的強度和光譜成分成正比，顯然，目標物體的溫度越高紅外輻射的強度就越大，溫度低輻射的強度就低。非制冷紅外成像儀一般工作在8?14um波段。
[0004]醫(yī)用紅外成像系統(tǒng)可以被動地接受人體散發(fā)的紅外輻射，是一種新型綠色檢查方式。與以往的常規(guī)診斷方法相比，具有對人體無輻射、無損傷、無接觸等優(yōu)點，在醫(yī)療中發(fā)揮著越來越重要的作用。但是目前國內大部分的紅外成像系統(tǒng)并不完善，操作起來也很復雜，所以研制一種簡單、易操作、性能良好的醫(yī)用紅外成像系統(tǒng)顯得越來越重要。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種紅外醫(yī)學成像系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的紅外醫(yī)學成像系統(tǒng)，具有低成本、低功耗、小型化、可靠性高等特性，同時該系統(tǒng)適于模塊化設計，升級性好，便于維護，可靠性高，移植方便。
[0006]本發(fā)明所采用的技術方案是，一種醫(yī)學紅外成像系統(tǒng)，包括:圖像獲取模塊、圖像采集傳輸模塊以及上位機；
[0007]所述圖像獲取模塊包括:紅外鏡頭、機芯探測器模塊以及接口電路模塊;所述圖像采集傳輸模塊包括:FPGA模塊、DSP模塊、PCI總線模塊;所述接口電路模塊和圖像采集傳輸模塊的回路上設有模擬信號接口、數字信號接口、RS422以及監(jiān)視器模塊。
[0008]進一步的，模擬信號接口通過行場分離模塊以及數模轉換模塊與FPGA模塊相連。
[0009]進一步的，PCI總線模塊的回路上連接有電源接口。
[0010]進一步的，數字信號接口與FPGA模塊之間通過LVDS連接。
[0011 ] 進一步的，FPGA模塊與DSP模塊之間通過EMIF連接。
[0012]進一步的，紅外鏡頭為I Imm的手動中焦距標準鏡頭。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明圖像獲取部分采用Ilmm的紅外鏡頭，非制冷焦平面機芯探測器，具有響應快、分辨率高、像元間距小、靈敏度高等優(yōu)點。圖像采集傳輸部分開發(fā)出了基于DSP+FPGA的采集傳輸的硬件設計方案。DSP選用TMS320C6416，FPGA選用XC6SLX100，兩者相互結合實現優(yōu)勢互補，將充分發(fā)揮TMS320C6416自帶PCI總線的強大性能和XC6SLX100的靈活性。對于模擬信號的采集，為了防止干擾源對圖像信號的干擾以及確保各種信號的邏輯關系，模擬信號在模數轉換之前進行了視頻同步分離，一方面提高了視頻質量，另一方面方便視頻處理。采集傳輸與上位機之間的數據交換采用PCI接口，利用PCI傳輸速度較快的特點滿足了數據量大的圖像傳輸任務。軟件部分，對圖像采集、圖像傳輸和上位機這三部分進行了軟件設計，實現了圖像的實時顯示、存儲和回放等功能。本發(fā)明還具有能夠實現384X288像素圖像的實時顯示、存儲、回放、免調焦并快速便捷的捕捉圖像等功能，能夠滿足設計上小型化、低功耗、便捷等要求，在醫(yī)學中具有很高的應用價值。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的整體結構框圖。
[0015]圖2是圖像采集傳輸模塊結構框圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0017]—種紅外醫(yī)學成像系統(tǒng)，如圖1所示，由圖像獲取模塊、圖像采集傳輸模塊5以及上位機4三部分組成；圖像獲取模塊包括紅外鏡頭1、機芯探測器模塊2以及接口電路模塊3;紅外鏡頭I采集目標輻射，并將目標輻射通量分布收斂到機芯探測器模塊2;機芯探測器模塊2收到目標的輻射且依次把目標每部分的輻射信號經接口電路模塊3轉換成電信號，經數字信號接口 8或模擬信號接口 7進入到圖像采集傳輸模塊5，在圖像采集傳輸模塊5中進行一系列的處理、轉換最后將信號送入到上位機4中，在上位機4上顯示出目標的紅外熱圖。同時上位機可以通過圖像采集傳輸模塊5經RS422實現對紅外相機的鏡頭、串口、視頻等的控制，圖像獲取模塊出來的模擬信號可以直接通過視頻三通接口送到監(jiān)視器模塊6，可以直接與上位機中4顯示的模擬圖像進行對比。
[0018]如圖2所示，接口電路模塊輸出的信號中包括數字信號以及模擬信號。對于數字信號可以直接通過數字信號接口 7以并串轉換的方式送入到FPGA模塊14中；對于模擬信號，為了保證紅外圖像的質量，信號經行場分離模塊10將消隱信號和同步信號與有效圖像信號完全分離，然后把圖片信息送入數模轉換模塊11，轉換完成后送入FPGA模塊14中。FPGA模塊14用于采集獲取模塊送來的圖像，其中包括采集模擬信號以及數字信號，完成模擬信號和數字信號的采集。DSP模塊13主要是將FPGA模塊14采集到的圖像進一步優(yōu)化處理，將處理優(yōu)化好的圖像通過PCI總線模塊12傳輸到上位機4上，并通過上位機軟件將圖像實時顯示。FPGA模塊14以及DSP模塊13之間通信接口方式是采用DSP芯片的外部存儲器接口(EMIF)Jl^S能夠實現視頻信號實時傳輸并且不丟幀的要求;PCI總線模塊12的回路上連接電源接口 9，電壓為12V。
【主權項】
1.一種醫(yī)學紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，包括:圖像獲取模塊、圖像采集傳輸模塊(5)以及上位機(4); 所述圖像獲取模塊包括:紅外鏡頭(I)、機芯探測器模塊(2)以及接口電路模塊(3);所述圖像采集傳輸模塊(5)包括:FPGA模塊(14)、DSP模塊(13)、PCI總線模塊(12);所述接口電路模塊(3)和圖像采集傳輸模塊(5)的回路上設有模擬信號接口(8)、數字信號接口(7)、RS422以及監(jiān)視器模塊(6)。2.根據權利要求1所述的一種醫(yī)學紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬信號接口(7)通過行場分離模塊(1)以及數模轉換模塊(11)與FPGA模塊(14)相連。3.根據權利要求1所述的一種醫(yī)學紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述PCI總線模塊(12)的回路上連接有電源接口( 9)。4.根據權利要求1所述的一種醫(yī)學紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述數字信號接口(8)與FPGA模塊(14)之間通過LVDS連接。5.根據權利要求1所述的一種醫(yī)學紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA模塊(14)與DSP模塊(13)之間通過EMIF連接。6.根據權利要求1所述的一種醫(yī)學紅外成像系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外鏡頭(I)為I Imm的手動中焦距標準鏡頭。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種醫(yī)學紅外成像系統(tǒng)，包括：圖像獲取模塊、圖像采集傳輸模塊以及上位機；所述圖像獲取模塊包括：紅外鏡頭、機芯探測器模塊以及接口電路模塊；所述圖像采集傳輸模塊包括：FPGA模塊、DSP模塊、PCI總線模塊；所述接口電路模塊和圖像采集傳輸模塊的回路上設有模擬信號接口、數字信號接口、RS422以及監(jiān)視器模塊；模擬信號接口通過行場分離模塊以及數模轉換模塊與FPGA模塊相連。本發(fā)明具有能夠實現384×288像素圖像的實時顯示、存儲、回放、免調焦并快速便捷的捕捉圖像等功能，能夠滿足設計上小型化、低功耗、便捷等要求，在醫(yī)學中具有很高的應用價值。
【IPC分類】H04N5/33, H04N7/18, H04N5/225
【公開號】CN105635541
【申請?zhí)枴緾N201610096317
【發(fā)明人】于會山, 鄒瑞濱, 李靜靜
【申請人】聊城大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年2月22日