CN110797110B - 用于医学影像采集的数据传输工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于医学影像采集的数据传输工作方法，包括：电源电路供电端分别连接FPGA电源端、CPCI总线电源端和GPIO总线电源端；FPGA存储信号端连接存储器存储信号端，FPGA数据传输端连接CPCI总线工作信号端，CPCI总线时钟信号端连接时钟控制器工作信号端；CPCI总线摄像信号采集端连接摄像装置信号发送端。为医学设备进行持续稳定供电提供了必要条件，并保证在长时间的医疗影像数据采集过程中进行稳定的数据传输提供了电源保障。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种用于医学影像采集的数据传输工作方法。
背景技术
随着信息化、智能化的迅猛发展，嵌入式系统已被广泛应用在医学影像采集领域，从而能够快速准确进行影像采集，并用于后期医学图像分析，那么数字视频图像采集和处理已成为重要的组成部分之一。但是将嵌入式的电路电源形成稳定性的工作状态，成为电子设备稳定输出数据的必要条件。由于电源输出稳定电能，从而使医学图像采集过程更加平稳，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种用于医学影像采集的数据传输工作方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种用于医学影像采集的数据传输工作方法，包括如下步骤：
S1，FPGA发送工作信号启动摄像装置，摄像装置获取医学影像数据，将医学影像数据通过CPCI总线进行传输；
S2，PowerPC系统控制器发送电源供电指令，通过电源电路形成5V电源向FPGA和CPCI总线进行供电，通过电源电路形成2.5V电源向GPIO总线供电；
S3，CPCI总线和GPIO总线作为数据传输通道，向服务器传输医学影像数据。
优选的，所述S1包括：
S1-1，通过摄像装置获取医学影像的断层图像；对所述断层图像进行拆分处理；由于医学影像中的几何不变性；
S1-2，对医学图像进行获得沿中心线对折拆分的扫掠长度值，获得沿中心线剖分方向上对应的点坐标，通过该点坐标生成垂直于中心线剖分方向的剖分面，然后依次与中心线剖分对象进行分段布尔运算，获得分段结果数据；中心线作为医学图像特征点提取的参考线。
优选的，所述S1还包括：
将沿中心线对折剖分的医学图像对折重合，形成第一半图和第二半图，将第一半图和第二半图对应连续组织结构的部分连接在一起；第一半图和第二半图确定多个外围顶点；沿着所述多个外围顶点连续绘制直线线段以形成所述封闭区域；
第一半图和第二半图确定所述多个内切顶点；沿着所述多个内切顶点连续绘制直线线段以形成所述封闭区域；
第一半图和第二半图进行重合处理，确定每个外围顶点与其相邻的外围顶点之间的直线距离；将所确定的直线距离与预设距离进行比较；如果所确定的直线距离等于或小于所述预设距离，将全部内切顶点的位置调整为与其相对应全部外切顶点距离相同或者相近。
优选的，所述S1还包括：
S1-3，遍历第一半图和第二半图，寻找黑色像素点形成的圆形黑洞，在圆形黑洞圆周形成内圆，在内圆形成垂直于医学影像底边且为内圆直径位置切分为第三半图和第四半图，将第三半图和第四半图对折之后，沿内圆外延预设长度后，形成外圆，在外圆和内圆之间区域形成医学影像检验区，在医学影像检验区进行影像曲线校正；通过医学影像的图像帧的空间域处理方式生成由原始图片色深、灰阶扩展的位数依次递减的医学影像、然后根于医学影像色深和灰阶进行排序，排序的原则是使阴影区域在时间、空间上均匀；
S1-4，对医学影像检验区进行框选，根据预设校验图像与获取的医学影像检验区图像所包含的影像进行匹配校验；根据影像中分别建立的前景图像和背景图像；计算得到前景图像和背景图像的无向连通图和无向加权图；对所述无向连通图赋权值，以得到加权无向连通图集合；计算得到所述无向加权图的最小割集；根据所述最小割集对所述加权无向连通图集合进行图像分割，以得到两个不连通的子图影像数据，从而实现目标影像前景图像和背景图像的分割；
加权无向连通图集合为：M＝(O、P、Q)，O为外圆图像特征集，用于表示根据医学影像获取的外圆图像特征集合；P为内圆图像特征集，用于表示医学影像中内圆图像特征集合；Q为外圆和内圆之间区域图像特征集合，用于将外圆和内圆之间区域的医学影像检验区形成的差异图像特征集合。
优选的，所述S2包括：
S2-1，根据PowerPC系统控制器的工作指令，当CPCI总线需要将摄像装置中的医学影像进行采集操作时，通过电源电路进行5V供电，从而形成稳定的数据采集电压；
S2-2，当PowerPC系统控制器已经将医学影像检验区的特征进行检验之后，通过GPIO总线传输到服务器时，通过电源电路进行2.5V供电，从而将检验后的医学影像数据传输到服务器，并提供稳定的数据传输电压。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
市电接入电源电路之后，通过电源电路进行分压变压，形成不同的电压输出，在FPGA和CPCI总线需要5V电压源，在GPIO总线需要2.5V电压源，摄像装置采集医学影像数据后，经过CPCI总线进行数据传输，然后通过GPIO总线将医学影像数据传输到终端，并进行后续分析操作，该电源电路完成了不同电路所需的不同电压需求，并实现了稳定的电压输出，为医学设备进行持续稳定供电提供了必要条件，并保证在长时间的医疗影像数据采集过程中进行稳定的数据传输提供了电源保障。而且该工作方法通过对医学影像进行图像匹配分析之后，能够快速获取异常特征点，并上传至服务器。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明电路示意图；
图2是本发明电源供电示意图；
图3是本发明FPGA电路示意图；
图4是本发明CPCI接口电路图；
图5是本发明医学影像数据图；
图6是本发明医学影像提取特征图；
图7是本发明另一医学影像提取特征图；
图8是本发明工作流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1至图4所示，本发明公开的电路包括：电源电路供电端分别连接FPGA电源端、CPCI总线电源端和GPIO总线电源端；FPGA存储信号端连接存储器存储信号端，FPGA数据传输端连接CPCI总线工作信号端，CPCI总线时钟信号端连接时钟控制器工作信号端；CPCI总线摄像信号采集端连接摄像装置信号发送端。市电接入电源电路之后，通过电源电路进行分压变压，形成不同的电压输出，在FPGA和CPCI总线需要5V电压源，在GPIO总线需要2.5V电压源，摄像装置采集医学影像数据后，经过CPCI总线进行数据传输，然后通过GPIO总线将医学影像数据传输到终端，并进行后续分析操作，该电源电路完成了不同电路所需的不同电压需求，并实现了稳定的电压输出，为医学设备进行持续稳定供电提供了必要条件，并保证在长时间的医疗影像数据采集过程中进行稳定的数据传输提供了电源保障。
优选的，电源电路供电端还连接PowerPC440系统控制器电源端，PowerPC440系统控制器存储信号端连接双通道存储器存储信号端。其中PowerPC440系统控制器实现总线级别的数据处理功能，并为医疗影像数据提供更加强大的计算能力。
所述电源电路包括：电源输入端分别连接第1电容、稳压芯片第一电源输入端和稳压芯片第二电源输入端，稳压芯片同步信号端连接第1电阻一端，稳压芯片第一启动信号端连接第2电容一端，第2电容另一端分别连接稳压芯片第一开关端、第2二极管负极和第1电感一端，第2二极管正极接地，第1电感另一端连接稳压芯片第一独立工作信号端，第2电容一端还连接第1二极管负极，第1二极管正极分别连接5V电源输出端和第3电容一端，第3电容另一端接地，第3电容一端还分别连接第2电阻一端和第5电阻一端，第2电阻另一端分别连接第6电阻一端和稳压芯片第一反馈信号端，第6电阻另一端接地，稳压芯片第一滤波信号端连接第4电容一端，第4电容另一端接地，第4电容一端还连接第5电容一端，第5电容另一端连接第7电阻一端，第7电阻另一端接地，稳压芯片第一轨迹信号端连接第7电容一端，第7电容另一端接地，稳压芯片第二滤波信号端分别连接第9电容一端和第10电容一端，第9电容另一端连接第10电阻一端，第10电阻另一端接地，第10电容另一端接地，稳压芯片第二反馈信号端分别连接第9电阻一端和第11电阻一端，第11电阻另一端接地，第9电阻另一端分别连接第8电阻一端和第11电容一端，第11电容另一端接地，第8电阻一端还连接稳压芯片第二电压输出端，第8电阻另一端连接稳压芯片良好功率比较信号端，第11电容一端还连接2.5V电压输出端，稳压芯片第二期东东分别连接第6电容一端和第4二极管负极，第6电容另一端分别连接稳压芯片第二开关端和第3二极管负极，第3二极管正极接地，第3二极管负极还连接第2电感一端，第2电感另一端连接第二独立工作信号端，第4二极管正极连接第11电容一端。通过电源电路能够为CPCI总线、FPGA以及GPIO总线进行实时供电，并且为不同的电压需求提供电力保障。
其中第2二极管和第3二极管为B360A肖特基二极管，能够防止击穿风险。
D1和D4为PMEG4005二极管，防止过流风险。
所述FPGA优选为spartan 6系列，该芯片采用45nm制成，操作简单，信号反馈灵敏。CPCI总线的PCI9030与FPGA之间的通信由时钟控制器进行同步时钟控制操作。PCI9030为主数据传输，FPGA为信号控制反馈，选择32位宽的数据总线；CPCI总线从一个有效的总线访问，同时一个周期后就可以读数据或者写数据，为了与PCI9030进行高效的数据通信，FPGA通过相应CPCI接口进行数据交互。
所述稳压芯片为LT3501；
存储器为M25P FLASH存储芯片；
CPCI总线通过PCI9030芯片进行数据传输操作；
所述时钟控制器为Oscillator晶振。
如图8所示，本发明还公开一种用于医学影像采集的数据传输工作方法，包括如下步骤：
S1，FPGA发送工作信号启动摄像装置，摄像装置获取医学影像数据，将医学影像数据通过CPCI总线进行传输；
S2，PowerPC系统控制器发送电源供电指令，通过电源电路形成5V电源向FPGA和CPCI总线进行供电，通过电源电路形成2.5V电源向GPIO总线供电；
S3，CPCI总线和GPIO总线作为数据传输通道，向服务器传输医学影像数据。
S1-1，通过摄像装置获取医学影像的断层图像；对所述断层图像进行拆分处理；由于医学影像中的几何不变性，即为椭圆形或者圆形图像；
S1-2，对医学图像进行获得沿中心线对折拆分的扫掠长度值，获得沿中心线剖分方向上对应的点坐标，通过该点坐标生成垂直于中心线剖分方向的剖分面，然后依次与中心线剖分对象进行分段布尔运算，获得分段结果数据；中心线作为医学图像特征点提取的参考线，
将沿中心线对折剖分的医学图像对折重合，形成第一半图和第二半图，将第一半图和第二半图对应连续组织结构的部分连接在一起；第一半图和第二半图确定多个外围顶点；沿着所述多个外围顶点连续绘制直线线段以形成所述封闭区域；
如图5和6所示，第一半图和第二半图确定所述多个内切顶点；沿着所述多个内切顶点连续绘制直线线段以形成所述封闭区域；
第一半图和第二半图进行重合处理，确定每个外围顶点与其相邻的外围顶点之间的直线距离；将所确定的直线距离与预设距离进行比较；如果所确定的直线距离等于或小于所述预设距离，将全部内切顶点的位置调整为与其相对应全部外切顶点距离相同或者相近；
S1-3，遍历第一半图和第二半图，如图7所示，寻找黑色像素点形成的圆形黑洞，在圆形黑洞圆周形成内圆，在内圆形成垂直于医学影像底边且为内圆直径位置切分为第三半图和第四半图，将第三半图和第四半图对折之后，沿内圆外延预设长度后，形成外圆，在外圆和内圆之间区域形成医学影像检验区，在医学影像检验区进行影像曲线校正；通过医学影像的图像帧的空间域处理方式生成由原始图片色深、灰阶扩展的位数依次递减的医学影像、然后根于医学影像色深和灰阶进行排序，排序的原则是使阴影区域在时间、空间上均匀；
S1-4，对医学影像检验区进行框选，根据预设校验图像与获取的医学影像检验区图像所包含的影像进行匹配校验；根据影像中分别建立的前景图像和背景图像；计算得到前景图像和背景图像的无向连通图和无向加权图；对所述无向连通图赋权值，以得到加权无向连通图集合；计算得到所述无向加权图的最小割集；根据所述最小割集对所述加权无向连通图集合进行图像分割，以得到两个不连通的子图影像数据，从而实现目标影像前景图像和背景图像的分割；
加权无向连通图集合为：M＝(O、P、Q)，O为外圆图像特征集，用于表示根据医学影像获取的外圆图像特征集合；P为内圆图像特征集，用于表示医学影像中内圆图像特征集合；Q为外圆和内圆之间区域图像特征集合，用于将外圆和内圆之间区域的医学影像检验区形成的差异图像特征集合；
所述S2包括：S2-1，根据PowerPC系统控制器的工作指令，当CPCI总线需要将摄像装置中的医学影像进行采集操作时，通过电源电路进行5V供电，从而形成稳定的数据采集电压；
S2-2，当PowerPC系统控制器已经将医学影像检验区的特征进行检验之后，通过GPIO总线传输到服务器时，通过电源电路进行2.5V供电，从而将检验后的医学影像数据传输到服务器，并提供稳定的数据传输电压。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种用于医学影像采集的数据传输工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，FPGA发送工作信号启动摄像装置，摄像装置获取医学影像数据，将医学影像数据通过CPCI总线进行传输；
S1-1，通过摄像装置获取医学影像的断层图像；对所述断层图像进行拆分处理；由于医学影像中的几何不变性；
S1-2，对医学图像进行获得沿中心线对折拆分的扫掠长度值，获得沿中心线剖分方向上对应的点坐标，通过该点坐标生成垂直于中心线剖分方向的剖分面，然后依次与中心线剖分对象进行分段布尔运算，获得分段结果数据；中心线作为医学图像特征点提取的参考线；
S1-3，将沿中心线对折剖分的医学图像对折重合，形成第一半图和第二半图，将第一半图和第二半图对应连续组织结构的部分连接在一起；第一半图和第二半图确定多个外围顶点；沿着所述多个外围顶点连续绘制直线线段以形成封闭区域；
S1-4，第一半图和第二半图确定多个内切顶点；沿着所述多个内切顶点连续绘制直线线段以形成封闭区域；第一半图和第二半图进行重合处理，确定每个外围顶点与其相邻的外围顶点之间的直线距离；将所确定的直线距离与预设距离进行比较；如果所确定的直线距离等于或小于所述预设距离，将全部内切顶点的位置调整为与其相对应全部外切顶点距离相同或者相近；
S1-5，遍历第一半图和第二半图，寻找黑色像素点形成的圆形黑洞，在圆形黑洞圆周形成内圆，在内圆形成垂直于医学影像底边且为内圆直径位置切分为第三半图和第四半图，将第三半图和第四半图对折之后，沿内圆外延预设长度后，形成外圆，在外圆和内圆之间区域形成医学影像检验区，在医学影像检验区进行影像曲线校正；通过医学影像的图像帧的空间域处理方式生成由原始图片色深、灰阶扩展的位数依次递减的医学影像、然后根于医学影像色深和灰阶进行排序，排序的原则是使阴影区域在时间、空间上均匀；
S1-6，对医学影像检验区进行框选，根据预设校验图像与获取的医学影像检验区图像所包含的影像进行匹配校验；根据影像中分别建立的前景图像和背景图像；计算得到前景图像和背景图像的无向连通图和无向加权图；对所述无向连通图赋权值，以得到加权无向连通图集合；计算得到所述无向加权图的最小割集；根据所述最小割集对所述加权无向连通图集合进行图像分割，以得到两个不连通的子图影像数据，从而实现目标影像前景图像和背景图像的分割；
加权无向连通图集合为：M=（O、P、Q），O为外圆图像特征集，用于表示根据医学影像获取的外圆图像特征集合；P为内圆图像特征集，用于表示医学影像中内圆图像特征集合；Q为外圆和内圆之间区域图像特征集合，用于表示外圆和内圆之间区域的医学影像检验区形成的差异图像特征集合；
S2，PowerPC系统控制器发送电源供电指令，通过电源电路形成5V电源向FPGA和CPCI总线进行供电，通过电源电路形成2.5V电源向GPIO总线供电；
S3，CPCI总线和GPIO总线作为数据传输通道，向服务器传输医学影像数据。
2.根据权利要求1所述的用于医学影像采集的数据传输工作方法，其特征在于，所述S2包括：
S2-1，根据PowerPC系统控制器的工作指令，当CPCI总线需要将摄像装置中的医学影像进行采集操作时，通过电源电路进行5V供电，从而形成稳定的数据采集电压。
3.根据权利要求2所述的用于医学影像采集的数据传输工作方法，其特征在于，所述S2还包括：
S2-2，当PowerPC系统控制器已经将医学影像检验区的特征进行检验之后，通过GPIO总线传输到服务器时，通过电源电路进行2.5V供电，从而将检验后的医学影像数据传输到服务器，并提供稳定的数据传输电压。
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| 基于ARM和FPGA智能视频采集处理系统的应用设计;朱成;《桂林理工大学学报》;20111115(第04期);第134-139页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110797110A (zh) | 2020-02-14 |
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