论文摘要
与其它X射线成像器件相比，MCP（Micro-Channel Plate）-X射线像增强器具有体积小、重量轻、分辨率高等优点，目前已被广泛应用在医疗检查、工业探伤等领域。然而由于MCP-X射线像增强器输出图像存在着不可避免的随机噪声，在市场广阔的多层PCB（Print Circuit Plate）制作钻孔定位、BGA（Ball Grade Array）芯片安装质量检查等对噪声控制要求比较高的领域，MCP-X射线像增强器的应用遇到了困难。因此设计一种可用于MCP-X射线像增强器图像噪声去除的系统具有十分重要的应用价值。本文的目标是研制一套可用于X射线图像噪声处理的软硬件系统。本文的主要内容有以下几个方面：（1）MCP-X射线像增强器图像噪声来源分析及其图像处理算法的研究：从MCP-X射线像增强器的结构及成像原理出发全面分析了MCP-X射线像增强器图像噪声的各个来源，根据其图像噪声的特点及产生原因提出了“多帧图像平均+极值中值滤波”的图像处理算法。（2）高速DSP-X射线图像噪声去除系统的研究：为达到能够实时处理X射线图像中大量的随机噪声，采用高性能DSP作为实时图像处理系统的硬件核心，系统可以脱离计算机独立运行，保证具有小型化和使用方便的优势。（3）高速DSP-X射线图像噪声去除系统硬件设计研究：通过对高速DSP和存储器等技术进行研究，论证设计高速DSP-X射线图像噪声去除系统的总体框架，对使用的器件进行合理的选择，设计完整的电路原理图，完成电路板的设计与制作。通过系统的初步调试表明系统的硬件设计是正确可行的，为X射线图像实时处理奠定了硬件平台基础。（4）高速DSP-X射线图像噪声去除系统软件设计研究：在分析DSP应用软件开发方法的基础上，完成了系统硬件驱动软件的编写、程序在线装载的设计、中断服务子程序等。最后利用该系统搭建了X射线成像实验装置，进行了X射线图像噪声实时去除的实验，取得了比较满意的实验结果，并对实验中存在的问题提出了改进意见。
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摘要ABSTRACT目录第一章 绪论1.1 课题研究的目的及意义1.2 AXI技术国内外研究状况1.3 本文的主要研究工作及内容安排第二章 MCP-X射线像增强器图像噪声来源分析及图像处理算法研究2.1 MCP-X射线像增强器噪声来源及其特点2.2 影响MCP-X射线像增强器分辨率的因素分析2.2.1 X射线像增强器在理想射线源下分辨率的计算2.2.2 X射线源焦斑对分辨率的影响2.2.3 MCP-X射线像增强器在非理想源下的分辨率计算2.2.4 MCP-X射线像增强器分辨率测试实验2.2.5 影响MCP-X射线像增强器分辨率的因素2.3 高速DSP-X射线图像噪声去除系统图像处理算法2.3.1 多帧图像平均滤波2.3.2 极值中值滤波2.4 本章小结第三章 高速DSP-X射线图像噪声去除系统总体设计3.1 X射线图像噪声去除系统方案选择3.2 高速DSP-X射线图像噪声去除系统总体设计3.2.1 高速DSP-X射线图像嗓声去除系统的主要技术指标3.2.2 高速DSP-X射线图像噪声去除系统处理信号流程3.3 高速DSP-X射线图像噪声去除系统设计的技术基础3.3.1 高速DSP技术3.3.2 存储器技术3.3.3 多功能视频模数、数模转换器件3.4 高速DSP-X射线图像噪声去除系统框架3.4.1 高速DSP-X射线图像噪声去除系统的硬件方框图及其工作原理3.4.2 高速DSP-X射线图像噪声去除系统关键器件的选择3.5 本章小结第四章 高速DSP-X射线图像噪声去除系统的硬件设计4.1 高速DSP-X射线图像噪声去除系统原理设计4.1.1 高速DSP器件TMS320DM6424.1.1.1 高速DSP器件TMS320DM642 Cache结构4.1.1.2 高速DSP器件TMS320DM642视频口4.1.1.3 高速DSP器件的扩展内存接口EMIF及其配置4.1.1.4 高速DSP器件TMS320DM642的EDMA4.1.2 高速DSP-X射线图像噪声去除系统组成模块及其功能4.1.3 高速DSP-X射线图像噪声去除系统各个模块之间的关系4.1.4 视频采集电路的设计4.1.5 视频输出电路的设计3.1.6 DSP核心系统电路设计4.1.6.1 高速DSP器件TMS320DM642自身的配置4.1.6.1.1 DSP的JTAG接口电路设计4.1.6.1.2 DSP的工作模式及时钟设置电路设计4.1.6.2 高速DSP核心系统存储器的配置4.1.6.2.1 DSP片外程序存储器的扩展方法4.1.6.2.2 高速DSP片外数据存储器的配置4.1.6.2.3 高速DSP内部存储器的配置4.1.7 高速DSP-X射线图像噪声去除系统的时序设计4.1.7.1 视频采集电路4.1.7.2 DSP核心系统4.1.7.3 视频输出电路时序4.1.7.4 I2C总线时序4.1.7.5 系统复位和主要时钟4.2 系统电源板的原理设计4.2.1 系统电源板的设计要求4.2.1.1 主要的电源参数4.2.1.2 DSP器件的供电顺序4.2.2 系统电源板的原理设计4.3 高速DSP-X射线图像噪声去除系统的PCB设计4.3.1 设计工具的选择4.3.2 PCB设计4.3.2.1 印刷版的多层结构设计4.3.2.2 不同信号的布线考虑4.4 本章小节第五章 高速DSP-X射线图像噪声去除系统的软件设计5.1 DSP软件设计开发工具5.1.1 C6000代码产生工具5.1.2 软件模拟器（Simulator）5.1.3 实时基础软件DSP/BIOS5.1.4 主机与目标机之间的实时数据交换软件RTDX5.1.5 ExpressDSP算法标准5.2 DSP系统应用软件开发方法5.2.1 DSP系统应用程序的汇编语言设计5.2.2 DSP系统应用程序的通用C语言设计5.3 DSP系统BOOTLOADER设计5.4 FLASH在线编程5.5 高速DSP-X射线图像噪声去除系统软件流程5.5.1 DSP初始化5.5.2 A/D、D/A模块初始化5.5.3 INT11中断5.5.4 INT12中断5.5.5 多帧图像平均+极值中值滤波算法5.6 DSP软件代码特点5.6.1 流水线5.6.1.1 流水线概念5.6.1.2 流水线过程5.6.1.3 影响流水线性能的几种情形5.6.2 定点—浮点运算问题5.7 本章小结第六章 实验结果第七章 结束语参考文献攻读硕士学位期间发表论文致谢附录
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