红外医学成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种医学红外成像系统，包括：图像获取模块、图像采集传输模块以及上位机；所述图像获取模块包括：红外镜头、机芯探测器模块以及接口电路模块；所述图像采集传输模块包括：FPGA模块、DSP模块、PCI总线模块；所述接口电路模块和图像采集传输模块的回路上设有模拟信号接口、数字信号接口、RS422以及监视器模块；模拟信号接口通过行场分离模块以及数模转换模块与FPGA模块相连。本发明专利技术具有能够实现384×288像素图像的实时显示、存储、回放、免调焦并快速便捷的捕捉图像等功能，能够满足设计上小型化、低功耗、便捷等要求，在医学中具有很高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于红外成像
，涉及一种医学红外成像系统。
技术介绍
随着科学的进步与技术的发展，红外成像技术广泛应用于军事、工业、商业、医疗、森林防火、环境保护等各个领域。无论是在国防上，还是在工业上，以及在医疗和科学研究上，红外成像技术在这些关系到国计民生的领域里都有着极其广泛的应用，起着不容忽视的作用。红外成像技术是第二次世界大战后新兴的一项红外信号转换并加以处理的技术，主要研究红外辐射能的发射、传输、接收的规律及其实现过程。自然界一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体都能向周围热辐射，这是由于大自然中的物体都是由分子组成，而物体内部的带电粒子都是在不停地运动，粒子间的相对运动就会产生热能，红外辐射属于热辐射的一部分，常温中的物体发出的热辐射主要成份就是红外辐射。红外辐射是一种不可见光，它与可见光波长相邻。其中，可见光的波长在0.38～0.76um之间，红外线的波长在0.76～1000um之间。物体的辐射温度与红外辐射发出的强度和光谱成分成正比，显然，目标物体的温度越高红外辐射的强度就越大，温度低辐射的强度就低。非制冷红外成像仪一般工作在8～14um波段。医用红外成像系统可以被动地接受人体散发的红外辐射，是一种新型绿色检查方式。与以往的常规诊断方法相比，具有对人体无辐射、无损伤、无接触等优点，在医疗中发挥着越来越重要的作用。但是目前国内大部分的红外成像系统并不完善，操作起来也很复杂，所以研制一种简单、易操作、性能良好的医用红外成像系统显得越来越重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种红外医学成像系统，相比于传统的红外医学成像系统，具有低成本、低功耗、小型化、可靠性高等特性，同时该系统适于模块化设计，升级性好，便于维护，可靠性高，移植方便。本专利技术所采用的技术方案是，一种医学红外成像系统，包括：图像获取模块、图像采集传输模块以及上位机；所述图像获取模块包括：红外镜头、机芯探测器模块以及接口电路模块；所述图像采集传输模块包括：FPGA模块、DSP模块、PCI总线模块；所述接口电路模块和图像采集传输模块的回路上设有模拟信号接口、数字信号接口、RS422以及监视器模块。进一步的，模拟信号接口通过行场分离模块以及数模转换模块与FPGA模块相连。进一步的，PCI总线模块的回路上连接有电源接口。进一步的，数字信号接口与FPGA模块之间通过LVDS连接。进一步的，FPGA模块与DSP模块之间通过EMIF连接。进一步的，红外镜头为11mm的手动中焦距标准镜头。本专利技术的有益效果是：本专利技术图像获取部分采用11mm的红外镜头，非制冷焦平面机芯探测器，具有响应快、分辨率高、像元间距小、灵敏度高等优点。图像采集传输部分开发出了基于DSP+FPGA的采集传输的硬件设计方案。DSP选用TMS320C6416，FPGA选用XC6SLX100，两者相互结合实现优势互补，将充分发挥TMS320C6416自带PCI总线的强大性能和XC6SLX100的灵活性。对于模拟信号的采集，为了防止干扰源对图像信号的干扰以及确保各种信号的逻辑关系，模拟信号在模数转换之前进行了视频同步分离，一方面提高了视频质量，另一方面方便视频处理。采集传输与上位机之间的数据交换采用PCI接口，利用PCI传输速度较快的特点满足了数据量大的图像传输任务。软件部分，对图像采集、图像传输和上位机这三部分进行了软件设计，实现了图像的实时显示、存储和回放等功能。本专利技术还具有能够实现384×288像素图像的实时显示、存储、回放、免调焦并快速便捷的捕捉图像等功能，能够满足设计上小型化、低功耗、便捷等要求，在医学中具有很高的应用价值。附图说明图1是本专利技术的整体结构框图。图2是图像采集传输模块结构框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种红外医学成像系统，如图1所示，由图像获取模块、图像采集传输模块5以及上位机4三部分组成；图像获取模块包括红外镜头1、机芯探测器模块2以及接口电路模块3；红外镜头1采集目标辐射，并将目标辐射通量分布收敛到机芯探测器模块2；机芯探测器模块2收到目标的辐射且依次把目标每部分的辐射信号经接口电路模块3转换成电信号，经数字信号接口8或模拟信号接口7进入到图像采集传输模块5，在图像采集传输模块5中进行一系列的处理、转换最后将信号送入到上位机4中，在上位机4上显示出目标的红外热图。同时上位机可以通过图像采集传输模块5经RS422实现对红外相机的镜头、串口、视频等的控制，图像获取模块出来的模拟信号可以直接通过视频三通接口送到监视器模块6，可以直接与上位机中4显示的模拟图像进行对比。如图2所示，接口电路模块输出的信号中包括数字信号以及模拟信号。对于数字信号可以直接通过数字信号接口7以并串转换的方式送入到FPGA模块14中；对于模拟信号，为了保证红外图像的质量，信号经行场分离模块10将消隐信号和同步信号与有效图像信号完全分离，然后把图片信息送入数模转换模块11，转换完成后送入FPGA模块14中。FPGA模块14用于采集获取模块送来的图像，其中包括采集模拟信号以及数字信号，完成模拟信号和数字信号的采集。DSP模块13主要是将FPGA模块14采集到的图像进一步优化处理，将处理优化好的图像通过PCI总线模块12传输到上位机4上，并通过上位机软件将图像实时显示。FPGA模块14以及DSP模块13之间通信接口方式是采用DSP芯片的外部存储器接口(EMIF)。此系统能够实现视频信号实时传输并且不丢帧的要求；PCI总线模块12的回路上连接电源接口9，电压为12V。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医学红外成像系统，其特征在于，包括：图像获取模块、图像采集传输模块(5)以及上位机(4)；所述图像获取模块包括：红外镜头(1)、机芯探测器模块(2)以及接口电路模块(3)；所述图像采集传输模块(5)包括：FPGA模块(14)、DSP模块(13)、PCI总线模块(12)；所述接口电路模块(3)和图像采集传输模块(5)的回路上设有模拟信号接口(8)、数字信号接口(7)、RS422以及监视器模块(6)。

【技术特征摘要】
1.一种医学红外成像系统，其特征在于，包括：图像获取模块、图像
采集传输模块(5)以及上位机(4)；
所述图像获取模块包括：红外镜头(1)、机芯探测器模块(2)以及接
口电路模块(3)；所述图像采集传输模块(5)包括：FPGA模块(14)、DSP
模块(13)、PCI总线模块(12)；所述接口电路模块(3)和图像采集传输模
块(5)的回路上设有模拟信号接口(8)、数字信号接口(7)、RS422以及监
视器模块(6)。
2.根据权利要求1所述的一种医学红外成像系统，其特征在于，所述
模拟信号接口(7)通过行场分离模块(10)以及数模转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：于会山，邹瑞滨，李静静，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：山东;37