随着科技的不断进步与发展,不但人们的生活有了巨大的变革,并且科技的快速进步对医学中病理的辅助与分析起到较大的促进作用。人体静脉血管成像技术作为一种比较前沿的近红外数字成像技术,可以有效的解决压脉注射、静脉曲张、静脉术后修复与观察等需要清晰静脉纹路信息的医学问题。本文是利用静脉血管与其周围对近红外光的吸收和反射能力的不同来实现人体静脉血管的成像。这种方便快捷无创伤的非接触式静脉成像仪可以清晰地显像不同脂肪层厚度、肤色的人体静脉血管纹路信息。人体静脉血管成像仪由FPGA控制单元、MT9V034图像采集、CY7C68013图像数据传输、映射到微处理器上的图像处理算法、双端口图像处理缓存SDRAM五部分组成。在850nm近红外光的作用下,FPGA获取MT9V034上的图像数据,通过CY7C68013将处理之后的人体静脉血管图像传输到上位机,控制和数据总线完全独立的两片SDRAM用于处理并缓存静脉图像数据。人体静脉血管成像仪上位机软件实现了人体静脉血管图像数据的接收、静脉血管图像的增强和静脉血管纹路的提取。850nm近红外光作为人体静脉成像仪的光源。根据不同人体光照强度的需要,采用PWM调光快速有效的调节850nm发光LED的亮度以实现高质量的静脉图像。在静脉采集中,光照强度可调节是十分重要的,不仅可以获得最佳的光照强度及均匀的光强分布,还可以获取较高质量的静脉图像。在这两点兼具的同时还可以减少不必要的电光线。人体静脉血管图像的捕获需要由对近红外光谱敏感的图像传感器完成,在本文中图像传感器芯片采用镁光的MT9V034,该芯片具有感光效果好;光谱效应对近红外光敏感即可以快速成像850nm的单光谱特性;成像噪声小可以很好的一直;高灵敏度;低噪声;分辨率的优点。分辨率越高,图像的细节信息越丰富、图像越清晰,即图像质量越高。USB(Universal Serial Bus)通用串行总线是一种通用数据传输规范,具有数据传输速率快(高达480Mb/s)、热插拔、操作便捷等优点。该接口是采用双差分信号线进行信号的传输,在传输过程中信号的准确性和工作效率较高。图像数据本身数据量大,在静脉采集中需要连续获取高质量的静脉血管图像。静脉血管图像是红外图像的一种,在采集过程中,图像存在的目标与背景对比度较差、图像边缘信息模糊、含有噪声较大等特点,静脉图像由于本身及成像条件的限制,图像的质量不高(包括含有较大噪声、图像对比度不高、光照不均匀、受肤色脂肪层等的影响静脉显示效果不明显)。便捷无损地获取人体静脉图像,通过图像处理技术的手段提高图像质量来辅助医疗信息的获取。本文根据人体静脉成像的原理和各部分器件选取的特殊性,设计了一种在近红外光的作用下,利用FPGA读取MT9V034图像传感器捕获由人体皮肤作用后反射的近红外光形成的人体图像数据,并在FPGA内部进行图像数据的增强、去噪处理以及将处理之后的图像通过告诉USB芯片CY7C68013传送到静脉提取上位机中。在上位机中采用的数字图像处理技术有基于DCT域的静脉图像去噪、基于YCbCr颜色空间的静脉图像肤色检测、基于直方图均衡化和Retinex的静脉图像增强、基于最大邻域内差的静脉血管提取和基于灰度共生矩阵的静脉图像质量评估的图像处理算法。经过处理之后获取清晰的人体静脉血管纹路信息。在本文中还涉及电源电路、850nm光源与调光电路、MT9V034图像采集电路、CY7C68013传输电路、FPGA电路等电路的设计以及软件代码的开发工作。最终设计了 一套软硬件配合的人体静脉血管成像仪。成像仪具有两种方式处理人体静脉血管图像的方式,一种是实时接收静脉成像仪的图像数据,另一种是获取保存的静脉图片。前一种方式为实时自动处理静脉图像并提取静脉血管,后一种是手动处理静脉图像并提取静脉血管。