14851

13364

كارشناسي ارشد

الكترونيك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1398

هشت، 83ص.: مصور‌ (رنگي)، جدول، نمودار

شادرخ سماوي، نادر كريمي

1398/05/13

كتابنامه

مهندسي برق

مهندسي برق و كامپيوتر

1398/06/09

2551694

6 چکیده امروزه برای تشخيص بيماریهای گوارشی مانند سرطان معده خونريزی مسير گوارشی و بررسی علل مختلف سو هاضمه از اندوسکوپی سيمی استفاده میشود فرآيند اندوسکوپی سيمی برای بيماران با درد و ناراحتی همراه است عالوه برآن امکان مشاهدهی تمام مسير گوارشی در آن وجود ندارد برای رفع اين مشکل از کپسول اندوسکوپی بیسيم استفاده میشود اين کپسول بدون درد است و قابليت تصويربرداری از تمام مسير گوارشی را داراست سيستم کپسول اندوسکوپی هنوز دارای محدوديتهايی است اين محدوديتها شامل وضوح تصاوير ارسالی پهنای باند توان مصرفی و سطح سيليکون مورداستفاده است برای تشخيص درست بيماری از روی تصاوير اندوسکوپی نياز به نرخ فريم و وضوح تصوير مناسب داريم از طرفی بيشترين ميزان توان مصرفی در کپسول مربوط به واحد ارسال داده است بنابراين برای فراهمکردن نرخ فريم و وضوح تصوير مناسب و در عين حال مصرف کم توان نياز به استفاده از روشهای فشردهسازی با نرخ فشردهسازی باال وجود دارد در اين پاياننامه دو روش فشردهسازی مبتنی بر کاهش افزونگی زمانی و مکانی در ويدئوهای اندوسکوپی ارائه میشود در روش اول از جبران حرکت محلی و پيشگويی مبتنی بر مکان استفاده میشود در اين روش فريمها را به صورت فريمهای دارای محتوا و فاقد محتوا دستهبندیکرده سپس برای فريمهای دارای محتوا از روشهای کاهش افزونگی زمانی و برای فريمهای فاقد محتوا از روشهای کاهش افزونگی مکانی استفاده میکنيم در راستای افزايش نرخ فشردهسازی از يک فيلتر ميانگينگير استفاده میکنيم که بخشی از اطالعات را ازبين میبرد در روش دوم از جبران حرکت سراسری استفاده می شود تا از لحاظ زمانی الگوريتم بهبود يابد برای اين منظور تاثير استفاده از بلوکهای تصادفی و ثابت برای تشخيص ميزان حرکت سراسری در تصوير و کاهش افزونگی زمانی بررسی میشود همچنين اين دو روش پيشنهادی به صورت سادهشده سختافزاری روی FPGA پيادهسازی میشوند ميزان منابع مصرفی در روش تخمين حرکت سراسری نسبت به تخمين حرکت محلی به نصف کاهش پيدا کرده و از لحاظ زمانی 02 برابر بهبودمیيابد تاخير مسير بحرانی در اين دو روش 36 3 و 29 4 نانوثانيه است ارزيابیهای انجام شده نشان میدهد که اين روشها قابليت پيادهسازی سختافزاری را دارا هستند کلمات کليدی 1 فشردهسازی تصاوير 2 تخمين حرکت 3 کپسول اندوسکوپی 4 پيادهسازی سختافزاری 5 افزونگی زمانی و مکانی

84 Compression Hardware Implementation in Capsule Endoscopy Systems Atefe Rajaeifar a rajaeifar@ec iut ac ir Date of Submission Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Shadrokh Samavi Nader Karimi Abstract Today to diagnose gastrointestinal disorders such as gastric cancer gastrointestinal bleeding and studyof various causes of indigestion wired endoscopy is being used Wired endoscopy procedure is painful anduncomfortable for patients Also it is not capable of observing the entire digestive tract To overcome theseproblems wireless capsule endoscopy is an option It is pain free and capable of viewing the whole smallintestine Wireless capsule endoscopy system still has limitations These limitations consist of image quality bandwidth power consumption and the consumed silicon area On the one hand we need high image qualityand proper frame rate for diagnosing from endoscopy images On the other hand most power consumption incapsule belongs to the data transmitting unit Therefore there is a need for compressing data with a highcompression ratio to provide proper frame rate and image quality during low power consumption In this thesis we propose two methods to compress endoscopy images In the first method we use localmotion estimation and spatial based prediction We classify the blocks into informative and non informativegroups For informative blocks we use temporal redundancy reduction and for non informative blocks weuse spatial redundancy reduction After that for increasing the compression ratio an averaging filter is beingused In the second method global motion estimation is used to reduce the algorithm s delay To this end theeffects of using random and stationary blocks are investigated to determine the global motion in the image andto reduce the temporal redundancy Also simplified versions of these two proposed methods are hardwareimplemented on FPGA chips The amount of resource used in the global motion estimation method rather thanlocal motion estimation is decreased to half and the processing time is reduced 20 times Critical path delaysin these two methods are 3 63 and 4 92 ns Evaluation of these methods shows that our proposed approachesare hardware implementable Keywords Image compression motion estimation endoscopy capsule hardware implementation spatial and temporal redundancies

شادرخ سماوي، نادر كريمي