ПРОФЕCСИОНАЛЬНЫЙ МУЛЬТИФОРМАТНЫЙ ВИДЕОПРОЦЕССОР РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

А.В. Бондаренко

Научно-производственная фирма ЗАО “РАСТР”.
(095) 425-73-26,
E-mail: raster-msk@mtu-net.ru>
www.med.mics.msu.su/rastr

Качественный скачок в современной элементной базе за последние годы, позволяет реализовать схемотехнические решения, которые не были достижимы каких-нибудь несколько лет назад. Растут требования и к системам оцифровки изображений для решения целого ряда задач обработки любых медицинских изображений. Повсеместная автоматизация медицинских учреждений, создание экспертных систем и скоростных телеконференций, упрощающих постановку диагноза, заставляют искать пути получения высококачественных изображений. Отсутствие на Российском рынке недорогих универсальных высококачественных систем ввода-вывода изображений и многочисленные телевизионные форматы, требуют создания универсальной платы, решающую задачу оцифровки любого ТВ сигнала. Нам была поставлена задача: разработать недорогую профессиональную мультиформатную аппаратно-программную систему ввода-вывода ангиографических изображений высокого разрешения (до 1249х1249) при большом динамическом диапазоне (12 бит) в реальном масштабе времени. В течение шести месяцев проект был реализован!

Назначение. RT-850 - Профессиональный мультиформатный видеопроцессор реального времени предназначен для решения широкого круга задач, связанных с:

Вводом ЛЮБОГО телевизионного сигнала, полученного от ПЗС телекамеры, видеомагнитофона, ТВ, УЗИ сканера, томографа, любой рентгеновской установки, выдающей телевизионный сигнал в различных стандартах формата X * Y * 12 или X * Y * 8 в реальном времени (не менее 25 кадров в секунду);
Обработкой в реальном времени на плате;
Перекачкой в реальном времени в память компьютера на базе платформы Intel x86 (шина PCI Мастер спецификации 2.1.) для последующей обработки, хранения и
Выводом на внешний ТВ монитор (ВКУ), видеомагнитофон, мультиформатную камеру или видеопринтер.

Технические характеристики.

Видеовход

4 программно-коммутируемых видеовхода.
Уровень входного сигнала: 0.5V pp .. 2V pp. Полярность синхроимпульсов: отрицательная. Синхронизация: внешняя (TTЛ - уровень) или внутренняя.
Программная регулировка усиления входного сигнала ±6 дБ и уровня чёрного ± 0.3V; дискретность регулировок - 256 градаций; линейность регулировок – ± 5%.
Автоматическая настройка усиления и уровня черного (полное использование динамического диапазона АЦП в автоматическом режиме).
Программируемая разрядность АЦП: 12 бит / 8 бит.
Частота дискретизации входного сигнала (пиксельная частота): 1.25 - 65 МГц.
Частота строк входного сигнала: 12 – 110 кГц. Дрожание пикселя (jitter): не более ± 2 нсек.
Программируемое число всех пикселей в строке: 256 – 2048 с шагом в 1 пиксель.
Программируемое число активных пикселей в строке: 256 – 2048 с шагом в 4 пикселя.
Программируемое число строк в кадре: 1 – 2048 с шагом в 1 строку.
Программная регулировка смещения активной области кадра по горизонтали (с шагом в 1 пиксель) и вертикали (с шагом в 1 строку).

Видеовыход

Уровень выходного сигнала: 1.0V pp на нагрузке 75 Ом.
Синхросигнал: формируется программно под любой телевизионный стандарт.
Уровень и полярность синхроимпульсов: 0.35V, отрицательная.
Программируемая разрядность ЦАП: 12 бит / 8 бит.
Частота дискретизации выходного сигнала (пиксельная частота): 0.1 - 65 МГц.
Программируемое число всех пикселей в строке: 256 – 2048 с шагом в 1 пиксель.
Программируемое число активных пикселей в строке: 256 – 2048 с шагом в 4 пикселя.
Программируемое число строк в кадре: до 2048 с шагом в 1 строку.
Программная регулировка смещения активной области кадра по горизонтали (с шагом в 1 пиксель) и вертикали (с шагом в 1 строку).

Обработка

Два независимых видео потока данных на ввод и вывод;
Функции обработки, в том числе в реальном времени;
Входные - выходные LUT;
Ввод с накоплением (в том числе рекурсивное) 2, 4, 8, 16, 32, 64 кадров;
Усреднение 2-х изображений, Вычитание фона, организация оверлея;
Фильтрация, выделение контуров, геометрические преобразования;
Анализатор входного ТВ сигнала; Преобразование форматов;
Горячая загрузка в плату библиотечных функций обработки изображений.

Интерфейс и внутренняя память

Внутренний буфер памяти: 16 Мбайт (8 телевизионных кадров формата 1024x1024x12).
Интерфейс: 32 битная шина PCI MASTER. Подключение в стандарте Plug & Play.
Скорость передачи данных: штатная – 60 Мбайт/сек, пиковая – 132 Мбайт/сек.
4 программируемых цифровых входа/выхода.
Платы изготовлены на базе ПЛМ фирмы "ALTERA" FLEX10КА, APEX20K по технологии SMD. Габаритные размеры мм - 110 * 150 * 18.

Программное обеспечение платы RT-850 работает в среде DOS и NT-4.0.

Программное обеспечение и пакет обработки изображений, работающий совместно с платой RT-850, разработан в НИИЯФ МГУ под руководством ГАВРИЛОВА А.В. (gavrilov@mics.msu.su) и включает в себя Мультимодальную рабочую станцию (МРС). МРС предназначена для регистрации, обработки, анализа и визуализации двумерных и трехмерных изображений, получаемых от медицинских приборов, использующих разные по своей природе методы генерации изображений: рентгеновских аппаратов, ангиографов, маммографов, компьютерных томографов, томографов на основе ядерного магнитного резонанса, аппаратов, использующих радионуклидные методы, ультразвуковых диагностических приборов, эндоскопов, микроскопов и пр. Работа МРС в вычислительной сети медицинского учреждения позволяет обеспечить совместную визуализацию на одном экране изображений от разных медицинских интроскопических приборов и систем, архивирование результатов на сервере базы данных, проведение телеконференций, подключение удаленного пользователя через Интернет.

Описанный универсальный аппаратно-программный комплекс позволяет решать практически все задачи обработки медицинских изображений.

В настоящее время установлено и штатно работают несколько таких систем: 33 МСЧ, МОНИКИ, Ростовская областная больница. Действует демонстрационный центр в МОНИКИ.

Плата используется так же для распознавания и сопровождения объектов в реальном времени.

Содержание конференции | Секция2