嵌入式平臺下醫(yī)學(xué)視頻屏幕菜單式調(diào)節(jié)方式的實現(xiàn)

1、中國醫(yī)療設(shè)備年卷期引言在醫(yī)學(xué)視頻數(shù)字化處理過程中，往往需要添加一些關(guān)于患者姓名、手術(shù)名稱、手術(shù)時間等信息，這些基本信息必須和醫(yī)學(xué)視頻一起進行數(shù)字編解碼處理，才能在醫(yī)學(xué)視頻的記錄、網(wǎng)絡(luò)傳輸及回放過程中得以同步保存及顯示。 本文在分析嵌入式（片上系統(tǒng)）平臺下（現(xiàn)場可編程門陣列）設(shè)備驅(qū)動特點的基礎(chǔ)上，介紹了一種基于嵌入式平臺的采用技術(shù)實現(xiàn)醫(yī)學(xué)視頻（屏幕菜單式調(diào)節(jié)方式）的方法。設(shè)計思想醫(yī)學(xué)視頻信號的信息都是在發(fā)送端確定的，因此我們就需要將這些文字或圖片信息通過疊加到視頻流上，再對視頻流編碼，壓縮，打包，然后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，實現(xiàn)在接收端的顯示。這部分功能主要通過實現(xiàn)，而信息傳遞給必須通過內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動程

2、序來實現(xiàn)，其工作原理框圖如圖所示。圖視頻流疊加原理結(jié)構(gòu)圖嵌入式平臺下醫(yī)學(xué)視頻屏幕菜單式調(diào)節(jié)方式的實現(xiàn)余愛民，王華，張延武（廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院電子信息技術(shù)研究所，廣州；廣州逸林數(shù)碼科技有限公司，廣州；廣東省醫(yī)學(xué)裝備學(xué)會，廣州）摘要針對嵌入式平臺下的內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動，本文提出了一種基于的數(shù)字視頻疊加的實現(xiàn)方法，很好地實現(xiàn)了在醫(yī)學(xué)手術(shù)視頻流上疊加患者身份、手術(shù)時間等信息，為進一步完善醫(yī)學(xué)視頻數(shù)字化處理奠定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞；醫(yī)學(xué)視頻信號；醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中圖分類號文獻標(biāo)志碼文章編號（），（，；，；，）：（），：；收稿日期：修回日期：基金項目：廣東省年科技攻關(guān)項目（）；廣東省年科技攻關(guān)項目（）；廣東省自然科學(xué)基金

3、項目（）；廣州市年科技攻關(guān)項目（）。本文作者：余愛民（），男，廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院電子信息技術(shù)研究所所長，教授，博士，研究方向：計算機無線通信、通信系統(tǒng)的電磁兼容。研究論著中國醫(yī)療設(shè)備年卷期嵌入式環(huán)境下的設(shè)備驅(qū)動，設(shè)備驅(qū)動程序在內(nèi)核中扮演著特殊的角色。它是一個個獨立的“黑盒子”，使某個特定硬件響應(yīng)一個定義良好的內(nèi)部編程接口，這些接口完全隱藏了設(shè)備的工作細節(jié)。用戶的操作通過一組標(biāo)準(zhǔn)化的調(diào)用執(zhí)行，而這些調(diào)用獨立于特定的驅(qū)動程序。將這些調(diào)用映射到作用于實際硬件的設(shè)備特有操作上，則是設(shè)備驅(qū)動程序的任務(wù)。這個編程接口能夠使得驅(qū)動程序獨立于內(nèi)核的其他部分而建立，必要的情況下可在運行時“插入（或加載到）”內(nèi)

4、核。這種模塊化的特點使得驅(qū)動程序的編寫更加簡單。系統(tǒng)將設(shè)備分成三種基本類型，每個模塊通常實現(xiàn)為其中某一類：字符模塊、塊模塊和網(wǎng)絡(luò)模塊。由于這種將模塊分成不同類型或類的方式并不非常嚴(yán)格，為實現(xiàn)良好的伸縮性和擴展性，我們針對每個功能創(chuàng)建了一個不同的模塊來實現(xiàn)不同類型的設(shè)備驅(qū)動程序。我們在編寫驅(qū)動程序時的一個主要原則是：在編寫訪問硬件的內(nèi)核代碼時，不給用戶強加任何特定策略。因為不同的用戶有不同的需求，驅(qū)動程序只是處理如何使硬件可用的問題，而將怎樣使用硬件的問題留給上層應(yīng)用程序。通過內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動控制實現(xiàn)，首先從用戶空間中得到要疊加的圖片或文字，方法如下：（）通過將用戶空間的圖片或文字信息映射到內(nèi)核空間

5、；（）控制將圖片或方字信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)；（）控制將這些數(shù)據(jù)與視頻流緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進行疊加運算。根據(jù)內(nèi)核模塊的分類，該驅(qū)動程序采用字符模塊。因為我們從用戶空間傳遞給內(nèi)核空間的數(shù)據(jù)是不定的，且大小很多時候不會大于字節(jié)（疊加文字信息時），相對來說字符模塊比塊模塊操作起來要簡單些。這樣就形成新的視頻流，并將該視頻流傳給。將數(shù)據(jù)較大的信號編碼、壓縮成的數(shù)據(jù)，再將這些數(shù)據(jù)打包通過網(wǎng)絡(luò)傳送到網(wǎng)絡(luò)中。操作系統(tǒng)有兩種工作狀態(tài)：內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)。用戶態(tài)就是普通應(yīng)用程序所工作的環(huán)境，在這種狀態(tài)下程序可訪問和控制的系統(tǒng)資源是受限的。只有在內(nèi)核態(tài)的程序才可以訪問和控制所有的、寄存器、空間和擴展設(shè)備資源。設(shè)備驅(qū)動程序本身工作于

6、內(nèi)核空間，驅(qū)動程序再通過標(biāo)準(zhǔn)的指令接口與用戶空間通信。這樣用戶程序通過設(shè)備驅(qū)動程序就可以間接的訪問所有的系統(tǒng)資源。對設(shè)備驅(qū)動的操作可看著是對一個“文件”的操作。在對一個文件進行操作時，首先要在用戶空間打開文件，使用（，）函數(shù)打開文件，這時操作系統(tǒng)會調(diào)用該設(shè)備驅(qū)動程序的（）（，），在我們的驅(qū)動程序中它所指向的是函數(shù)。打開文件后我們可以對它進行讀、寫操作，同樣操作系統(tǒng)也會調(diào)用在該設(shè)備驅(qū)動程序中相對映的函數(shù)和，完成實際的讀、寫動作。我們通過對函數(shù)的重構(gòu)完成對內(nèi)核內(nèi)存的映射，當(dāng)用戶空間程序調(diào)用（，）函數(shù)，申請內(nèi)存映射時，操作系統(tǒng)會調(diào)用該驅(qū)動程序中的函數(shù)，該函數(shù)先讀取用戶需要映射物理內(nèi)存的起始位置和大小

7、，并為他們申請一個合適大小的虛擬內(nèi)存空間，用于對內(nèi)核空間的映射。再在驅(qū)動程序中通過函數(shù)，將內(nèi)核內(nèi)存與用戶空間的內(nèi)存關(guān)聯(lián)起來。通過對命令的實現(xiàn)完成的實時控制，比如中算法的參數(shù)、是否對疊加信息放大或縮小、何時開始疊加運算、何時停止等，這樣對內(nèi)核內(nèi)存的操作就變得簡單和容易了。視頻疊加的實現(xiàn)，這部分是實現(xiàn)的核心所在，其工作原理框圖見圖。主要包括地址譯碼、控制邏輯、解包、轉(zhuǎn)換、多路控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊等個功能模塊。圖原理框圖控制信息疊加信息原始視頻信號新的視頻信號研究論著中國醫(yī)療設(shè)備年卷期本文認為可以采用軟件進行器官劑量和有效劑量的計算。等人發(fā)表的有效劑量為與本實驗中使用軟件估算的有效劑量也在同一水平。

8、參考文獻；：劉彬，白玫，彭明辰介入診療過程中的確定性效應(yīng)監(jiān)控方法醫(yī)療設(shè)備信息，（）：，：，（），：，（，），；：（）（）：地址譯碼模塊的功能是接收疊加所需的控制信息，并根據(jù)這些控制信息設(shè)置內(nèi)部的一組控制寄存器?？刂菩畔⒅饕峭ㄟ^一組控制寄存器對實現(xiàn)控制?？刂七壿嬆K把從控制寄存器組得到的控制信息輸出到的各個功能模塊，實現(xiàn)對的控制。寄存器組主要分為兩個部分：一是異步寄存器組，向發(fā)送如復(fù)位、使能和選擇數(shù)據(jù)寬度的控制信息；另一個是同步寄存器組，主要控制的位置信息。解包模塊根據(jù)控制邏輯的控制信息，從中取出要疊加的信息，以與視頻數(shù)據(jù)同步的方式輸出到轉(zhuǎn)換模塊。從中獲得的數(shù)據(jù)是原始的位數(shù)據(jù)，而轉(zhuǎn)換模塊需要的

9、數(shù)據(jù)是位的，所以解包模塊需要以一定的規(guī)則將位數(shù)據(jù)解包，以視頻端口的頻率將位數(shù)據(jù)以位的寬度傳輸給轉(zhuǎn)換模塊。轉(zhuǎn)換模塊從解包模塊接收的每個象素的數(shù)據(jù)查找的對應(yīng)值，并控制這些轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的輸出順序。轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)直接輸出給多路控制器模塊。多路控制模塊根據(jù)從轉(zhuǎn)換模塊接收到的控制位確定輸出視頻數(shù)據(jù)，如果當(dāng)前為信息，即控制位有效，則輸出數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊。否則，輸出從視頻接口模塊接收的原始視頻數(shù)據(jù)，以此來實現(xiàn)功能。多路控制器輸出的數(shù)據(jù)并沒有直接輸出，而是通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，根據(jù)外部編碼器的應(yīng)用條件，將位數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成位的數(shù)據(jù)流再進行輸出。實驗結(jié)論我們將上述方法在廣州軍區(qū)總醫(yī)院進行了臨床實驗，實驗證明該方法完全可以滿

10、足臨床需要。患者身份、手術(shù)醫(yī)師、手術(shù)時間等需要疊加的文字信息在疊加前，可以自定義文字的大小、顏色、背景顏色、透明度及顯示位置，非常方便實用。參考文獻，：，彭朋，王宏遠用實現(xiàn)圖像采集的控制華中理工大學(xué)學(xué)報，（）：鄭偉，王欽若，吳乃優(yōu)內(nèi)核空間設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)微計算機信息，（）：肖文才，樊豐視頻實時采集系統(tǒng)的設(shè)計中國有線電視，（）：杜升平，曹劍中，田雁在中的應(yīng)用科學(xué)技術(shù)與工程，（）：，（）：張喜雨視頻會議技術(shù)在遠程醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用醫(yī)療設(shè)備信息，（）：陳培昕，等基于平臺的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究醫(yī)療衛(wèi)生裝備，（）："""""""&quo

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