基于DM642的数字模拟定位机X射线图像处理的研究与优化

基于DM642的数字模拟定位机X射线图像处理的研究与优化

论文摘要

随着X射线成像的发展,X射线在医学诊断方面发挥着不可或缺的作用。然而由于X射线成像过程中存在着固有的缺陷,因此通过X射线成像获得的图像必须经过相应的处理,才能达到实际应用中的要求。本文分析了数字模拟定位机X射线的成像原理和成像系统的特点,以及数字模拟定位机中X射线图像的噪声性质。在此基础上进行了数字模拟定位机X射线图像的降噪和增强研究,最后对不满足实际效率要求的程序进行了基于定点DSP DM642的优化。本文的主要研究内容包括:(1)在分析比较中值滤波、多帧均衡、小波降噪等多种算法在数字模拟定位机X射线图像降噪效果的基础上,提出了多帧均衡加小波滤波的数字模拟定位机X射线图像降噪方案。其中,因为本文所采用的DM642是定点DSP而5/3提升小波与其他小波变换相比其运算都是定点运算,所以本文的小波变换采用的是5/3提升小波,通过此算法的采用获得了很高的程序运行效率。(2)本文研究和比较了各种空间域和频域的数字模拟定位机X射线图像增强。提出了中值滤波加拉普拉斯锐化、灰度均衡、图像反转和高频增强等X射线图像增强方案,这些方案的采用能很好的突出图像的边缘和细节。(3)对基于DM642的程序优化做了一定的研究,给出了基于DM642程序代码优化和存储结构优化的各种方法以及在图像处理算法优化中的应用。针对DM642是定点DSP芯片和图像处理运算量大的特点,本文经过多次试验比较,采用了合适的ping-pong存储结构,此结构的采用使程序中数据搬移的效率比CPU直接访问内存的数据搬移效率提高了90%以上。通过分析比较表明,经过本文优化后图像处理程序的执行效率较优化之前提高了80%以上,同时图像处理的效果没有下降。最后通过对程序的测试,表明本文的算法无论是在处理效果还是运行效率上面,都可以很好的满足实际的要求。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 相关技术的国内外发展历史和现状
  • 1.2.1 图像降噪技术的应用
  • 1.2.2 图像增强技术的应用
  • 1.2.3 基于DSP的优化技术
  • 1.3 本课题研究目的及意义
  • 1.4 本文主要研究工作
  • 第2章 数字模拟定位机的基本理论
  • 2.1 X射线成像的基本原理
  • 2.1.1 X射线的产生
  • 2.1.2 X射线的性质
  • 2.1.3 X射线与物质的相互作用
  • 2.2 数字模拟定位机的基本原理
  • 2.2.1 数字模拟定位机X射线成像系统
  • 2.2.2 数字图像处理系统
  • 2.3 数字模拟定位机X射线成像噪声
  • 2.3.1 噪声的来源
  • 2.3.2 噪声的性质
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 数字模拟定位机图像降噪
  • 3.1 泊松噪声的降噪处理
  • 3.1.1 中值滤波
  • 3.1.2 多帧均衡
  • 3.1.3 多帧均衡与中值滤波降噪效果
  • 3.2 高斯噪声的降噪处理
  • 3.2.1 提升小波变换滤波
  • 3.2.2 小波变换降噪效果分析
  • 3.3 数字模拟定位机图像综合降噪
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 数字模拟定位机图像增强
  • 4.1 空间域增强
  • 4.1.1 图像反转
  • 4.1.2 灰度直方图均衡化
  • 4.1.3 锐化空间滤波
  • 4.2 频域增强
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 数字模拟定位机图像处理程序优化
  • 5.1 软件开发流程
  • 5.2 C代码的优化
  • 5.2.1 编译选项
  • 5.2.2 使用内联函数
  • 5.2.3 EDMA的使用
  • 5.2.4 存储结构优化
  • 5.2.5 浮点程序的定点化
  • 5.3 使用汇编优化
  • 5.3.1 线性汇编
  • 5.3.2 软件流水
  • 5.4 优化结果分析
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录1
  • 附录2
  • 附录3
  • 附录4
  • 致谢
  • 相关论文文献

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