螺旋錐束CT三維圖像重建插值算法的FPGA設計與實現(xiàn).pdf

1、計算機斷層成像技術(CT，Computed Tomography)被廣泛應用于人體組織成像領域，是進行人體醫(yī)療診斷的重要手段。CT應用中，圖像重建算法的實現(xiàn)是一個關鍵問題。2002年，Katsevich提出了螺旋錐束CT三維圖像重建算法，這是一種精確三維圖像重建算法，它逐漸成為CT成像領域的研究熱點。Katsevich算法數(shù)據(jù)量巨大且運算復雜，如何實現(xiàn)該算法的加速是其臨床應用的一個難點。本文討論的是Katsevich螺旋錐束CT三維圖像

2、重建中插值算法的FPGA設計與實現(xiàn)，這為該算法的硬件加速實現(xiàn)提供了研究基礎，也為其臨床應用起到了良好的促進作用。
　　本文主要研究Katsevich錐束三維重建算法插值部分的硬件設計與實現(xiàn)，這是整個算法硬件實現(xiàn)的重要組成部分之一。在錐束三維圖像重建中，插值算法分為濾波前插值和濾波后插值兩部分，主要用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的重新排列，為反投影計算做準備。本文首先介紹了Katsevich錐束CT三維圖像重建理論及其插值算法的軟件實現(xiàn)，比較分析了最

3、鄰近點插值法和線性插值法對圖像重建速度和重建質量的影響，選擇線性插值算法進行三維圖像重建?？紤]FPGA資源和速度的因素，本文進行了插值算法的定點仿真，確定了定點數(shù)據(jù)的位數(shù)。之后，進行了插值算法的FPGA硬件建模，在硬件資源和速度間進行了合理權衡，實現(xiàn)了插值算法單元的流水線設計，完成了該硬件系統(tǒng)的功能仿真、綜合、布局布線和時序分析。最后，進行了插值硬件系統(tǒng)的優(yōu)化設計，通過模塊并行化和查找表實現(xiàn)這兩種方式進行了插值系統(tǒng)的優(yōu)化設計，并完成了性