嵌入式医学视频网络通讯系统的软件设计与实现

摘要

随着计算机网络信息化技术及医学影像学技术的飞速发展，基于影像技术的现代医疗正以其独特的魅力步入数码时代；同时作为经验科学范畴的医疗事业，其发展，对内对外都必须百家争鸣，促进交流，自我完善。正是在这种“数字化”医疗背景的强劲激励下，围绕科、教、研为目的的手术室音视频实时转播系统已经成为国内各大医院必备的科教研设备。另一方面，嵌入式软件设计技术的不断完善，为电子设备PC化的集成趋势的发展提供了技术保障。 本论文的主要研究工作就是针对医院手术视频数字化网络传输的需求，采用嵌入式软件设计方法完成手术视频从模拟信号编码、数字压缩、网络通讯、数字信号解码及模拟信号还原整个数字传输过程。具体而言，论文首先概述了与本系统设计相关的技术要点，主要涉及：嵌入式微处理器的分类特点、嵌入式操作系统特点和内核移植方法、MPEG4视频编码标准及数据结构、网络通讯数据传输方式等。接着重点阐述了本项目研究工作的系统设计工作，主要包括建立嵌入式软件交叉编译环境、嵌入式系统的软件设计流程、远程记录&人机交互控制软件的设计流程与实现方法。论文的最后详细说明了本课题研究的五个关键技术问题：①嵌入式平台下交叉编译环境的建立及内核移植；②系统进程的管理；③底层设备驱动及OSD叠加；④VWeb2010芯片的控制；⑤MPEG4视频流的网络延时解决方案。 确保嵌入式环境下的软件设备驱动及程序运行效率，实现大数据流的医学手术视频在医院局域网上的实时通讯及实时编解码处理，从而配合完成整个硬件系统一体化、小型化设计理念是本论文主要的研究特点。 本论文的研究在临床应用上一方面可以实现手术视频资源的快速共享；另一方面可以极大地推动教学医院的科研教学工作的开展。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节项目背景

1.1.1医学视频数字化处理的迫切性

1.1.2医学视频存储与传输的必要性

1.1.3基于嵌入式系统设计已经成为医学通讯设备的技术发展趋势

第二节国内外研究现状

1.2.1国内现状

1.2.2国外现状

第三节论文的主要工作及特点

第四节论文组织结构

第二章相关知识介绍

第一节嵌入式微处理器

2.1.1嵌入式微处理器分类

2.1.2嵌入式微处理器特点

2.1.3 S3C2410A嵌入式微处理器

第二节嵌入式操作系统

2.2.1嵌入式操作系统特点

2.2.2嵌入式操作系统分类

2.2.3嵌入式Linux操作系统

2.2.4嵌入式Linux内核的移植与配置

第三节MPEG4标准简介

2.3.1 MPEG4标准

2.3.2 MPEG4标准的构成

第四节网络传输基础

2.4.1单播、广播与组播

2.4.2 TCP与UDP协议

2.4.3 Socket编程

第三章系统设计

第一节系统设计需求

第二节系统硬件设计

3.2.1硬件框图

3.2.2硬件功能模块说明

第三节软件设计

3.3.1嵌入式系统下软件设计

3.3.2远程记录软件设计

3.3.3人机交互系统设置软件设计

第四章系统实现的关键技术

第一节构建嵌入式Linux应用开发环境

4.1.1建立主机系统

4.1.2交叉编译环境的建立

4.1.3 ARM Linux的内核配置与编译

第二节系统进程管理

4.2.1进程的创建

4.2.2进程的同步

第三节通过设备驱动实现OSD叠加

4.3.1设备驱动的分类

4.3.2 OSD叠加

4.3.3设备驱动的实现

第四节VWeb2010芯片的控制

4.4.1 VWeb2010芯片的结构

4.4.2 VWeb2010与主机的通信机制制

4.4.3 VWeb2010的数据读写和IOCTL方法的实现

第五节MPEG4视频流的网络延时的解决

4.5.1 TCP模式下解决方案现

4.5.2 UDP模式下解决方案现

4.5.3 Multicas模式下解决方案

第五章结束语

第一节系统临床应用结果分析

第二节系统技术特色与创新点

第三节系统进一步扩展的方向

参考文献

致谢

个人简历与在学期间发表的学术论文