Skip to main content
SUPERVISOR
Nader Karimi,Shadrokh Samavi
نادر کریمی (استاد راهنما) شادرخ سماوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Atefe Rajaeifar
عاطفه رجائی فر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Hardware Implementation for Image Compression in Capsule Endoscopy Systems
Today, to diagnose gastrointestinal disorders such as gastric cancer, gastrointestinal bleeding, and study of various causes of indigestion, wired endoscopy is being used. Wired endoscopy procedure is painful and uncomfortable for patients. Also, it is not capable of observing the entire digestive tract. To overcome these problems, wireless capsule endoscopy is an option. It is pain-free and capable of viewing the whole small intestine. 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 quality and proper frame rate for diagnosing from endoscopy images. On the other hand, most power consumption in capsule belongs to the data transmitting unit. Therefore, there is a need for compressing data with a high compression 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 local motion estimation and spatial based prediction. We align="left" dir="LTR" Keywords: Image compression, motion estimation, endoscopy capsule, hardware implementation, spatial and temporal redundancies
امروزه برای تشخیص بیماری‌های گوارشی مانند سرطان معده، خونریزی مسیر گوارشی و بررسی علل مختلف سوءهاضمه از اندوسکوپی سیمی استفاده می‌شود. فرآیند اندوسکوپی سیمی برای بیماران با درد و ناراحتی همراه است، علاوه برآن امکان مشاهده‌ی تمام مسیر گوارشی در آن وجود ندارد. برای رفع این مشکل از کپسول اندوسکوپی بی‌سیم استفاده می‌شود. این کپسول بدون درد است و قابلیت تصویربرداری از تمام مسیر گوارشی را داراست. سیستم کپسول اندوسکوپی هنوز دارای محدودیت‌هایی است. این محدودیت‌ها شامل وضوح تصاویر ارسالی، پهنای باند، توان مصرفی و سطح سیلیکون مورداستفاده است. برای تشخیص درست بیماری از روی تصاویر اندوسکوپی نیاز به نرخ فریم و وضوح تصویر مناسب داریم از طرفی بیشترین میزان توان مصرفی در کپسول مربوط به واحد ارسال داده است بنابراین برای فراهم‌کردن نرخ فریم و وضوح تصویر مناسب و در عین حال مصرف کم توان نیاز به استفاده از روش‌های فشرده‌سازی با نرخ فشرده‌سازی بالا وجود دارد. در این پایان‌نامه دو روش فشرده‌سازی مبتنی بر کاهش افزونگی زمانی و مکانی در ویدئوهای اندوسکوپی ارائه می‌شود. در روش اول از جبران حرکت محلی و پیشگویی مبتنی بر مکان استفاده می‌شود. در این روش فریم‌ها را به صورت فریم‌های دارای محتوا و فاقد محتوا دسته‌بندی‌کرده، سپس برای فریم‌های دارای محتوا از روش‌های کاهش افزونگی زمانی و برای فریم‌های فاقد محتوا از روش‌های کاهش افزونگی مکانی استفاده می‌کنیم. در راستای افزایش نرخ فشرده‌سازی از یک فیلتر میانگین‌گیر استفاده می‌کنیم، که بخشی از اطلاعات را ازبین می‌برد. در روش دوم، از جبران حرکت سراسری استفاده می شود تا از لحاظ زمانی الگوریتم بهبود یابد. برای این منظور، تاثیر استفاده از بلوک‌های تصادفی و ثابت برای تشخیص میزان حرکت سراسری در تصویر و کاهش افزونگی زمانی بررسی می‌شود. همچنین این دو روش پیشنهادی‌، به صورت ساده‌شده سخت‌افزاری روی FPGA پیاده‌سازی می‌شوند. میزان منابع مصرفی در روش تخمین حرکت سراسری نسبت به تخمین حرکت محلی به نصف کاهش پیدا کرده و از لحاظ زمانی 20 برابر بهبودمی‌یابد. تاخیر مسیر بحرانی در این دو روش 63/3 و 92/4 نانوثانیه است. ارزیابی‌های انجام شده نشان می‌دهد که این روش‌ها قابلیت پیاده‌سازی سخت‌افزاری را دارا هستند. کلمات کلیدی: 1- فشرده‌سازی تصاویر ?- تخمین حرکت 3- کپسول اندوسکوپی 4- پیاده‌سازی سخت‌افزاری 5- افزونگی زمانی و مکانی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی