内窥镜系统设计

门禁语言识别及视频监控系统硬件方案设计

姓名：欧志彬学号：4121161016

在医学领域，内窥镜是用于人体内部器官检查的主要设备之一。为实现人体内部器官的检测，内窥镜需要满足如下要求：

第一、能够获取内部器官的形态信息；

第二、能够将获取的信息传到体外，以实现医生的感知；

第三、能够将获取的信息转换为图像信号，并通过一定的设备显示出来；

第四、能够保存数据，实现群体信息的获取和识别，从而通过一定的方案报告病变情况。

针对以上需求，设计门禁的系统如下：

一、总体设计

内窥镜应该包括五个子系统，信息获取系统用于获取内部器官的图像信息；信息处理系统用于将获取的图像信息进行编码处理并转换为光线获电缆可传输的信息；信息传输系统用于将处理后的信息传输到体外；信息显示系统用于直观显示获取的内部图像情况并报告病变情况；信息存储系统用于将处理后的信息保存起来，以构建数据库。这五个子系统组成的内窥镜系统的框图如图1所示：

图1.内窥镜总体设计框图

二、子系统设计

在内窥镜系统中，主要需要获取的信息是图像信息，可通过一般的CCD进行图像获取。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD 上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把光信号转换成电荷信号。CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号[1]。

CCD获取的信号最终以电信号输出，而通常用的光纤传输的信号的光信号，所以从CCD传来的信号还需要一个电光转换器件来处理信息，可通过发光二极管等器件来实现，并将信息输入光纤内部。发光二极管是是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光[2]。信息传输系统主要是光纤。

信息从光纤传出以后，一般需要传输到电子计算机内部进行处理，由于电子计算机处理的信号为电信号，所以需要有将光信号转换为电信号的光电转换器件以实现信息的处理，可通过光电池、光敏二极管、光敏三极管等器件来实现。转换为电信号后可通过目前使用普遍的电子处理芯片进行处理。

经过处理后，信息可传输到信息存储系统进行存储，也可传输到信息显示系统上进行显示。由于信息需要经常读取，且存储的寿命要求较长，所以信息存储系统需要采用磁存储系统来实现。信息显示系统可采用液晶显示器来实现。液晶显示器的工作原理：液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，它是一种有机化合物，常态下呈液态，但是它的分子排列却和固体晶体一样非常规则，因此取名液晶，它的另一个特殊性质在于，如果给液晶施加一个电场，会改变它的分子排列，这时如果给它配合偏振光片，它就具有阻止光线通过的作用（在不施加电场时，光线可以顺利透过），如果再配合彩色滤光片，改变加给液晶电压大小，就能改变某一颜色透光量的多少，也可以形象地说改变液晶两端的电压就能改变它的透光度（但实际中这必须和偏光板配合）[3]。

参考资料

[1]

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[2]/view/84213.htm.

[3]/view/1e74335a3b3567ec102d8a40.html