PET图像的DSP重建方法

以美国德州仪器公司的高性能数字信号处理器TMS320C6455为核心,在低成本数字信号处理器(Digital signal processor,DSP)平台上优化并实现了一种基于滤波反投影的正电子发射断层扫描(Positron emission tomography,PET)图像重建算法滤波反投影(Filtered back projection,FBP).实验结果表明,通过针对性的算法和代码优化,系统能够在40 s内完成512像素×512像素分辨率PET图像的重建,并获得满足应用需要的图像清晰度.基于DSP平台的PET图像重建方法在PET医学图像重建及其他医学成像领域具有良好的应用前景.     

基于相关系数和双向扩散结合的优质正电子发射断层重建算法

在正电子发射断层成像（PET）中,传统迭代算法会造成重建图像细节信息丢失或目标边界模糊。为了解决上述问题,提出一种基于相关系数和双向扩散结合的优质中值先验（MP）重建算法。首先,引入特征因子相关系数来表征图像局部灰度统计信息,构造出结合相关系数的双向扩散模型;其次,考虑到双向模型对背景和边缘区别处理的优点,将新模型应用到中值先验分布的最大后验重建算法中,形成基于双向扩散的中值先验重建算法。实验结果表明,该算法在去除噪声的同时能够较好地保持图像中的目标边界信息,信噪比（SNR）和均方误差（RMSE）的变化也能直观体现重建图像质量的提高。     

PET瓶封盖质量在线检测系统的设计与实现

设计了一套完整的基于DSP+ARM双核处理器的PET瓶封盖质量检测系统。首先通过DSP DM642完成对图像传感器MT9P031的RAW原始数据采集,然后对采集的PET瓶图像进行定位并实现相关的图像处理算法,最后采用ARM11嵌入式系统对整个传动设备进行监控。经过实际生产线的应用证明,该在线检测系统能够胜任在高速PET瓶封盖生产线中的应用。     

扇束等距CT滤波反投影重建算法的研究

我们提出了一种快速的扇束等距CT滤波反投影重建算法.这种新算法是传统标准滤波反投影（FBP）重建算法的加速形式,主要通过减少投影数量然后重建子图象来实现.实验结果表明：对于一幅512x512图像,这种算法可以将重建过程加速40倍以上,并且不会引入明显的图像误差.     

投影数据恢复导引的PET图像滤波

为了提高正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography,PET）重建图像质量,提出一种投影数据导引的PET图像优质重建方法。新方法利用恢复投影数据的重建图像冗余信息优化非局部均值权重。对投影数据进行恢复,采用传统的滤波反投影（Filtered Back Projection,FBP）法进行PET图像重建,利用非局部均值（Non-local means）的思想计算权值矩阵,利用该权值先验矩阵导引直接重建FBP图像的非局部均值滤波。仿真和临床PET数据实验表明,方法可以在满足临床应用的需求下,有效地改善PET重建图像质量。     

基于Spark的CT图像FBP重建算法程序并行设计

将常用于CT图像重建的滤波反投影算法程序设计成能够运行在大数据框架Spark中的并行模式,以此来提高计算效率并实现批量图像的重建,缩短图像重建时间。基于分布式计算框架Spark,利用其图像处理工具Thunder,将滤波反投影算法在图像重建过程中设计成并行程序模式,实现图像的片间并行重建。实验结果表明,随着Spark集群规模的不断扩大,在确保重建图像质量的前提下,重建一定数量的CT图像相比单机模式下时间显著缩短,并行滤波反投影算法具有完全加速比,并行效率趋近于1。基于Spark集群实现的滤波反投影算法能够显著提升CT图像重建速度,并实现大量图像并行重建,可扩展其他的CT图像重建算法,对远程医学图像重建平台的建设具有重要参考意义。     

基于C6416的匀速直线运动的模糊图像恢复

为解决相机与景物之间由于相对运动而造成的图像模糊问题.提出在定点DSP C6416上,通过优化维纳滤波算法来实现模糊图像的实时恢复.提出基于实数的一维维纳滤波优化算法.给出该算法与其他常规维纳滤波算法的实验结果和对比评价.实验结果显示:在主频600MHZ的DSP C6416实验平台上,对512×512 8位灰度测试图片先进行模糊处理,再通过该优化算法恢复.速度达到58ms每帧,而常规一维维纳滤波算法速度为90ms每帧,二维维纳滤波算法速度为253ms每帧.恢复质量三者相同.结果表明该算法每秒能处理17帧512x512 8位灰度图片.基本能满足实时性的要求.如果采用最新的主频1GHZ的DSP C6416芯片,处理速度预计能达到35ms每帧,能实现25帧每秒的实时性要求.     

超分辨率重建技术及其在太赫兹图像中的应用

超分辨率重建就是通过相应的算法,重建图像截止频率之外的细节信息,重构出一幅清晰的高分辨率图像。首先介绍了超分辨率重建算法——非均匀内差法,迭代反投影法（IBP）,凸集投影法（POCS）,说明了各算法的概念和应用,并着重介绍了基于最大后验概率（MAP）的图像超分辨率算法,给出了MAP超分辨率复原算法处理实际太赫兹图像的结果。实验表明,超分辨率图像重建具有重建效果好、抗噪声性能强的优点,有效地重建了高分辨率太赫兹图像,在太赫兹成像领域具有良好发展和应用前景。     

红外图像传感器成像动态模拟系统设计

红外图像传感器成像过程依赖实时探测,针对探测过程成本较高、条件苛刻等问题,提出了一种红外图像传感器成像动态模拟系统。以天空背景为研究对象,系统在数字信号处理器（ DSP）上运行红外云图产生算法,可动态模拟红外图像传感器探测的图像并上传到电脑。实验与仿真结果表明：系统可以76 fps的帧频模拟分辨率为512×512×16 bit的云红外图像,图像质量良好,红外图像传感器成像模拟效果显著。     

基于VTK的肝脏组织三维可视化体绘制

医学体数据可视化在临床上已成为辅助诊断和辅助治疗的重要手段,其技术也成为近年来研究和应用的热点。其中讨论了体绘制算法中最常用的光线投射法,并利用Visualization Tool Kit（VTK）,一个包含了多种体绘制技术的基于面向对象方法设计的、功能强大的可视化类库,来实现断层医学图像的三维重建,重建效果表明基于VTK的体绘制技术具有应用灵活、重建效果逼真、重建速度较快等优点。     

基于多C6455电视图像处理平台

设计了一种多DSP电视图像处理系统,该系统利用SRIO作为系统内部互联总线,以TI TMS320C6455为核心处理器。满足了电视图像处理实时性的要求。FPGA实现低层处理算法,DSP实现高层处理算法,实验结果证明该设计具有可行性。     

基于TMS320C6455 DSP自动加载及Flash烧写程序的设计

为了实现系统上电自动加载程序,介绍TMS320C64x系列数字信号处理器(DSP)程序的各种引导模式,尤其对基于ROM的引导模式及引导过程进行详细的剖析,并以TMS320C6455 DSP为例,提出一种不需转换格式就可通过烧写程序将用户程序写入Flash的方法,给出二次加载程序的汇编和C语言实现的参考代码以及烧写程序的核心代码,并在实践中验证代码的正确性。     

基于TMS320C6455 DSP自动加载及Flash烧写程序的设计

为了实现系统上电自动加栽程序,介绍TMS320C64x系列数字信号处理器（DSP）程序的各种引导模式,尤其对基于ROM的引导模式及引导过程进行详细的剖析,并以TMS320C6455DSP为例．提出一种不需转换格式就可通过烧写程序将用户程序写入Flash的方法,给出二次加栽程序的汇编和C语言实现的参考代码以及烧写程序的核心代码,并在实践中验证代码的正确性。     

基于DSP+FPGA结构图像处理系统设计与实现

为了实现视频图像的实时处理，采用基于DSP FPGA的线性流水阵列结构，用现场可编程门阵列FPGA对采集的视频数字图像做预处理，并结合大规模可编程逻辑阵列CPLD进行逻辑控制，实现了视频图像的采集和目标提取的视频数字图像处理系统。介绍了该视频图像处理系统的硬件组成、工作原理和各种视频跟踪算法的应用。该系统与计算机联结，配以适当的图像处理软件和开发系统，即可形成一个通用的实时图像处理平台。     

归一化互相关灰度图像匹配的多核信号处理器实现

为了满足图像处理对处理器性能的高要求,以基于灰度的归一化互相关(NCC)匹配算法为例,采用高性能、低功耗的多核数字信号处理器(DSP)系统,根据归一化互相关算法中模板图像在源图像中逐个像素搜索并计算相关性的特点,将搜索区域分成六个部分并使TMS320C6472的六个核并行搜索计算这六个区域,并在不同图像存储位置采用不同图像和模板大小实现了多核DSP归一化互相关图像匹配算法。实验结果表明,多核DSP具有作为数字信号处理器的高速信号和图像处理的特点,同时可以根据不同算法通过核间任务分配实现多核并行处理。对于归一化互相关灰度图像匹配算法,TMS320C6472六核DSP和单核DSP比较获得接近单核DSP六倍的性能,对于较大尺寸的图像和PC相比也具有一定的性能加速。     

基于TMS320C 5416的数采系统FIR滤波器算法研究与实现

数字滤波器是语音、图象处理、模式识别以及谱分析中的基本运算的处理运算。DSP由于其本身具有并行的硬件乘法器、流水结构以及快速的片内存储器等资源,其技术已广泛地应用于噪声及振动的各个领域.本文研究DSP中有限冲击响应(FIR)滤波器的原理并结合基于TM320C5416开发的采集板,介绍FIR滤波器设计及DSP中FIR滤波器的实现方法。并给出了基于TM320C5416相应的实现程序.该原理已应用于网络化数据采集系统中,效果良好.     

实序列并行IFFT在Blackfin DSP上的实现

针对DSP上常用的实序列IFFT算法运算速度慢的缺陷,采用两行实序列合并为一行复序列进行IFFT运算的方法编制了在Blackfin系列DSP上进行实序列基-2 IFFT运算的程序。实验表明,结合DSP指令的并行性及硬件并行结构的软件设计提高了运算速度,完成两行512点实序列的IFFT运算只需要11864个时钟周期,为原来方法所需时间的一半。该方法应用于基于BF561的并行频域OCT图像处理系统中,满足系统实时处理的要求。