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腔镜外科是未来医学发展的大趋势,相较于传统的开腹手术,具有创伤轻,痛苦少,恢复快等优点。腔镜设备是腔镜外科的关键设备,是医生视觉的延伸,辅助医生开展微创外科手术。但现有的二维腔镜在手术中无法获得像开腹手术一样立体感强的真实视觉影像,医生只能依据经验来判别腹腔内各器官的深度状态,导致一些腔镜手术操作困难,术中容易损伤重要脏器结构,严重并发症的发生率明显增高等情况,因此有必要进行三维腹腔镜设备技术的探索,扩大腹腔镜手术的应用范围。20世纪90年代开始,国内外便开始探索研究三维腹腔镜系统,并着力提高三维立体成像效果和图像清晰度。目前,国外最新的三维腹腔镜在实现三维立体成像的同时,图像分辨率上达到百万像素以上,为720p甚至是1080i高清成像。因此,有必要在三维图像传感检测方面进行相关的研究和探索。本论文研究并实现了三维腹腔镜的图像传感采集和处理显示系统,论文主要包括以下几个方面：(1)分析了三维腹腔镜的图像传感检测和图像处理系统的研究现状和发展情况,以CMOS图像传感器和FPGA平台为基础,设计出了三维高清实时图象处理系统框架,系统原型得以基本实现。(2)对照CMOS图象传感器和CCD图象采集芯片的性能特点,研究并实现了双路CMOS图象传感器的参数配置和图象数据采集传输。(3)以FPGA平台为基础,研究并实现了DDR2SDRAM分时读写操作的处理方法以及图像数据的Bayer格式转换算法和双路图像数据的输出处理,最终实现720p/120Hz三维高清视频图像的实时显示。(4)针对三维腹腔镜医疗设备的实际需求,实现了基于μC/GU Ⅰ和μC/OS-Ⅱ在FPGA平台上移植的图形用户显示界面的设计,在FPGA平台上初步搭建了用户界面,实现了白平衡设置、亮度调节等核心功能。本论文实现的720p/120Hz三维高清实时视频系统,视频显示清晰稳定,实时性良好。本文的研究为国内三维内窥镜高清图像采集系统的研发打下了良好的基础。