嵌入式平台下医学视频屏幕菜单式调节方式的实现

1、中国医疗设备年卷期引言在医学视频数字化处理过程中，往往需要添加一些关于患者姓名、手术名称、手术时间等信息，这些基本信息必须和医学视频一起进行数字编解码处理，才能在医学视频的记录、网络传输及回放过程中得以同步保存及显示。 本文在分析嵌入式（片上系统）平台下（现场可编程门阵列）设备驱动特点的基础上，介绍了一种基于嵌入式平台的采用技术实现医学视频（屏幕菜单式调节方式）的方法。设计思想医学视频信号的信息都是在发送端确定的，因此我们就需要将这些文字或图片信息通过叠加到视频流上，再对视频流编码，压缩，打包，然后通过网络发送出去，实现在接收端的显示。这部分功能主要通过实现，而信息传递给必须通过内核设备驱动程

2、序来实现，其工作原理框图如图所示。图视频流叠加原理结构图嵌入式平台下医学视频屏幕菜单式调节方式的实现余爱民，王华，张延武（广东科学技术职业学院电子信息技术研究所，广州；广州逸林数码科技有限公司，广州；广东省医学装备学会，广州）摘要针对嵌入式平台下的内核设备驱动，本文提出了一种基于的数字视频叠加的实现方法，很好地实现了在医学手术视频流上叠加患者身份、手术时间等信息，为进一步完善医学视频数字化处理奠定基础。关键词；医学视频信号；医学影像技术中图分类号文献标志码文章编号（），（，；，；，）：（），：；收稿日期：修回日期：基金项目：广东省年科技攻关项目（）；广东省年科技攻关项目（）；广东省自然科学基金

3、项目（）；广州市年科技攻关项目（）。本文作者：余爱民（），男，广东科学技术职业学院电子信息技术研究所所长，教授，博士，研究方向：计算机无线通信、通信系统的电磁兼容。研究论著中国医疗设备年卷期嵌入式环境下的设备驱动，设备驱动程序在内核中扮演着特殊的角色。它是一个个独立的“黑盒子”，使某个特定硬件响应一个定义良好的内部编程接口，这些接口完全隐藏了设备的工作细节。用户的操作通过一组标准化的调用执行，而这些调用独立于特定的驱动程序。将这些调用映射到作用于实际硬件的设备特有操作上，则是设备驱动程序的任务。这个编程接口能够使得驱动程序独立于内核的其他部分而建立，必要的情况下可在运行时“插入（或加载到）”内

4、核。这种模块化的特点使得驱动程序的编写更加简单。系统将设备分成三种基本类型，每个模块通常实现为其中某一类：字符模块、块模块和网络模块。由于这种将模块分成不同类型或类的方式并不非常严格，为实现良好的伸缩性和扩展性，我们针对每个功能创建了一个不同的模块来实现不同类型的设备驱动程序。我们在编写驱动程序时的一个主要原则是：在编写访问硬件的内核代码时，不给用户强加任何特定策略。因为不同的用户有不同的需求，驱动程序只是处理如何使硬件可用的问题，而将怎样使用硬件的问题留给上层应用程序。通过内核设备驱动控制实现，首先从用户空间中得到要叠加的图片或文字，方法如下：（）通过将用户空间的图片或文字信息映射到内核空间

5、；（）控制将图片或方字信息转换成数据；（）控制将这些数据与视频流缓冲区的数据进行叠加运算。根据内核模块的分类，该驱动程序采用字符模块。因为我们从用户空间传递给内核空间的数据是不定的，且大小很多时候不会大于字节（叠加文字信息时），相对来说字符模块比块模块操作起来要简单些。这样就形成新的视频流，并将该视频流传给。将数据较大的信号编码、压缩成的数据，再将这些数据打包通过网络传送到网络中。操作系统有两种工作状态：内核态和用户态。用户态就是普通应用程序所工作的环境，在这种状态下程序可访问和控制的系统资源是受限的。只有在内核态的程序才可以访问和控制所有的、寄存器、空间和扩展设备资源。设备驱动程序本身工作于

6、内核空间，驱动程序再通过标准的指令接口与用户空间通信。这样用户程序通过设备驱动程序就可以间接的访问所有的系统资源。对设备驱动的操作可看着是对一个“文件”的操作。在对一个文件进行操作时，首先要在用户空间打开文件，使用（，）函数打开文件，这时操作系统会调用该设备驱动程序的（）（，），在我们的驱动程序中它所指向的是函数。打开文件后我们可以对它进行读、写操作，同样操作系统也会调用在该设备驱动程序中相对映的函数和，完成实际的读、写动作。我们通过对函数的重构完成对内核内存的映射，当用户空间程序调用（，）函数，申请内存映射时，操作系统会调用该驱动程序中的函数，该函数先读取用户需要映射物理内存的起始位置和大小

7、，并为他们申请一个合适大小的虚拟内存空间，用于对内核空间的映射。再在驱动程序中通过函数，将内核内存与用户空间的内存关联起来。通过对命令的实现完成的实时控制，比如中算法的参数、是否对叠加信息放大或缩小、何时开始叠加运算、何时停止等，这样对内核内存的操作就变得简单和容易了。视频叠加的实现，这部分是实现的核心所在，其工作原理框图见图。主要包括地址译码、控制逻辑、解包、转换、多路控制器、数据转换模块等个功能模块。图原理框图控制信息叠加信息原始视频信号新的视频信号研究论著中国医疗设备年卷期本文认为可以采用软件进行器官剂量和有效剂量的计算。等人发表的有效剂量为与本实验中使用软件估算的有效剂量也在同一水平。

8、参考文献；：刘彬，白玫，彭明辰介入诊疗过程中的确定性效应监控方法医疗设备信息，（）：，：，（），：，（，），；：（）（）：地址译码模块的功能是接收叠加所需的控制信息，并根据这些控制信息设置内部的一组控制寄存器。控制信息主要是通过一组控制寄存器对实现控制。控制逻辑模块把从控制寄存器组得到的控制信息输出到的各个功能模块，实现对的控制。寄存器组主要分为两个部分：一是异步寄存器组，向发送如复位、使能和选择数据宽度的控制信息；另一个是同步寄存器组，主要控制的位置信息。解包模块根据控制逻辑的控制信息，从中取出要叠加的信息，以与视频数据同步的方式输出到转换模块。从中获得的数据是原始的位数据，而转换模块需要的

9、数据是位的，所以解包模块需要以一定的规则将位数据解包，以视频端口的频率将位数据以位的宽度传输给转换模块。转换模块从解包模块接收的每个象素的数据查找的对应值，并控制这些转换数据的输出顺序。转换模块的数据直接输出给多路控制器模块。多路控制模块根据从转换模块接收到的控制位确定输出视频数据，如果当前为信息，即控制位有效，则输出数据给数据转换模块。否则，输出从视频接口模块接收的原始视频数据，以此来实现功能。多路控制器输出的数据并没有直接输出，而是通过数据转换模块，根据外部编码器的应用条件，将位数据流转换成位的数据流再进行输出。实验结论我们将上述方法在广州军区总医院进行了临床实验，实验证明该方法完全可以满

10、足临床需要。患者身份、手术医师、手术时间等需要叠加的文字信息在叠加前，可以自定义文字的大小、颜色、背景颜色、透明度及显示位置，非常方便实用。参考文献，：，彭朋，王宏远用实现图像采集的控制华中理工大学学报，（）：郑伟，王钦若，吴乃优内核空间设备驱动程序的开发微计算机信息，（）：肖文才，樊丰视频实时采集系统的设计中国有线电视，（）：杜升平，曹剑中，田雁在中的应用科学技术与工程，（）：，（）：张喜雨视频会议技术在远程医学中的应用医疗设备信息，（）：陈培昕，等基于平台的数据数据采集系统的研究医疗卫生装备，（）："""""""&quo

11、t;"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""&