摘要
电子内窥镜在内外科诊断中正扮演着越来越重要的角色，已经成为现代医疗检查不可或缺的设备之一。但随着医疗技术的不断发展，传统的电子内窥镜已逐渐无法满足现代医疗检查对电子内窥镜的高分辨率和低时延要求。因此，研究具备高分辨率和低时延特点的超高清电子内窥镜系统具有重大意义。 本论文研发了一款基于TegraX1的超高清电子内窥镜系统软件，设计了低时延优化方案，实现了2160p30超高清视频的采集、实时处理、显示、编码和存储。为了实现预期的功能需求，本论文研发了一个应用框架，并在该框架的基础上将系统划分为人机交互、数据传输、采集、处理、显示、编码和存储模块，实现了基于TegraX1的超高清电子内窥镜系统软件。为了实现使用两个处理器来共同进行数据处理，同时降低系统在处理器间数据传输上的耗时，本论文基于PCIe技术、DMA技术和嵌入式Linux编程技术，研发了PCIe Switch数据传输驱动程序和应用程序接口，实现了两个处理器间通过PCIe Switch芯片的高速数据传输。此外，实时性是电子内窥镜系统的一个重要性能指标。本论文为此设计了如下低时延优化方案:以流水线的形式组织系统任务、以半帧视频数据作为数据采集单位、以共享缓冲区的形式来进行模块间的数据传输、以清缓存的形式来访问DMA缓冲区、使用两个处理器并行地进行数据处理。 测试结果表明，本论文研发的基于TegraX1的超高清电子内窥镜系统软件实现了预期的功能需求，达到了预期的低时延目标。
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