Устройство обратного проецирования для получения изображения объекта в вычислительной томографии

 

Изобретение относится к вычислительной томографии с использованием рентгеновского излучения и может использоваться для обработки изображения при количественных интроскопических исследованиях внутренних структур объектов в медицинских и технических приложениях. Целью изобретения является повышение производительности обработки изображения. Это достигается за счет одновременной обработки каждой новой проекции одновременно всеми сегментами. Устройство содержит генератор адреса проекций, N сегментов блока памяти изображения, N сегментов 3 обработки изображения, блок управления. Каждый сегмент 2 содержит формирователь 5 адреса, блок 6 памяти проекций, умножитель 7, формирователь 8 весовой функции, сумматоры 9, 10, 11 и регистры 12, 13. 5 ил.

союз советсних

СОцИАЛИСТИЧЕСНих

РЕСПУБЛИК, (51) 5 G 06 F 15/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРмтиям пРи Гннт сссР (21) 4601845/24-24 (22) 05. 11.86 (46) 15. 10.90. Бюл. У 38 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности и Особое конструктор ское бюро "Маяк" при Пермском государственном университете (72) В.М.Уткин и А.Ф.Булатников (53) 681.325.5(088.8) (56) Патент СИА У 4149249, кл. С 06 F 15/42, 1979, Патент США Р 4549265, кл. G Об F 15/4?, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ОБРАТНОГО ПРОЕЦИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА В ВЬИИСЛИТЕЛЬНОЙ ТОМОГРАФИИ (57) Изобретение относится к вычислительной томографии с использованием

2 рентгеновского излучения и может использоваться для обработки изображения при количественных интроскопнческих исследованиях внутренних. структур объектов в медицинских и технических приложениях. Целью изобретения является повышение производительности обработки изображения, Это достигается за счет одновременной обработки каждой новой проекции одновременно всеми сегментами. Устройство содержит генератор адреса проекций, п сегментов блока памяти изображения, и сегментов 3 обработки изображения, блок управления.

Каждый сегмент содержит формирователь 5 адреса, блок 6 памяти проекций, умножитель 7, формирователь 8 весовой функции, сумматоры 9, 10, 11 и регистры 12, 13. 5 ил.

159987

40

Изобретение относится к вычислительной томографии с использованием рентгеновского излучения и может использоваться для обработки изображения при количественных ин5 троскопических исследованиях внутренних структур изучаемых объектов в медицинских и технических приложениях.

Цель изобретения — повышение производительности обработки изображения.

На фиг.1 представлена общая структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структурная схема одного сегмента обработки изображения устройства; на фиг.3 структурная схема генератора адреса проекций; на фиг.4 - структурная схема блока управления; на фиг.5геометрические соотношения, возникающие при движении по полю сегмента изображения при обработке °

Устронство (фиг ° 1) содержит генератор 1 адреса проекций, и сегментов 2 блока памяти изоб ажения, и сегментов 3 обработки изображения, блок 4 управления.

Сегмент 3 обработки изображения (фиг ° 2) содержит формирователь 5 адреса, блок 6 памяти проекций, умножитель 7, формирователь 8 весовой функции, сумматор 9, регистры 10, 11 и сумматоры 12 и 13. Генератор

1 адреса проекций (фиг.3) содержит два буферных регистра 14, два буферных регистра 15, два буферных регистра 16, два сумматора 17, счетчики 18, 19 и два буферных регистра 20 и два переключателя 21.

Блок 4 управления (фиг.4) содержит счетчики 22, 23 и сдвигающий регистр 24.

Геометрические соотношения (фиг.5)

45 представлены следующими параметрами: А;, В, — начальные значения адресов i-ro сегмента изображения;

h A„, Ь В вЂ” приращение адресов для следующего элемента изображения в

50 строке; А А, h, В < — приращение адресов для перехода к первому элемеH ту изображения следующей строки.

Устройство работает следующим образом.

Каждая новая проекция обрабатывается сразу после поступления с измерительной установки одновременно всеми сегментами 3 устройства. При

1 4 этом каждый сегмент 3 работает на свой сегмент 2 памяти. Перед началом обратного проецирования в регистры 10 и 11 каждого сегмента 3 загружаются значения начальных адресов каждого сегмента изображения.

В формирователь 8 весовой функции и в формирователь 5 адреса загружаются значения весовой корректирующей функции и значения адресов проекции.

После этого проекция загружается во все блоки 6 памяти проекций сегментов 3. После этого начинается операция обратного проецирования. Для этого генератор 1 адреса выдает значения адресов А и В при движении вдоль строки изображения (фиг.5).

Значения А и В поступают в сегменты 3, где суммируются в сумматорах

12 и 13 со значениями, определяющими начальные адреса, поступающие из регистров 10 и 11. Результирующие значения поступают на входы формирователей 5 и 8, где на основе поступающих значений А и В по таблице определяется весовая функция и адрес для блока 6 памяти проекций данного сегмента 3.

На основе поступающего адреса в блоках 6 выбирается значение проекции и поступает на умножитель 7, где перемножается со значением весовой функции и поступает на сумматор 9. В сумматоре 9 полученное значение суммируется со значением, имевшимся ранее,(или нулем при начале обратного:проецирования:) по адресу Х;, У, в сегменте 2 „ блока памяти изображения. Результат суммирования засылается по тому же адресу Х;, У, назад в блок 2 памяти. При этом значения Х;, У, элементы изображения поступают в сегменты 3 от блока 4 управления. Таким образом, операция обратного проецирования(прозводится синхронно во всех сегментах 3 устройства.

После того, как операция проецирования выполнена, по адресу Х;, У; блок 4 управления выдает значения ад" ресов Х;, У;, а генератор 1 адреса — новые значения адресов А и В.

Процесс обратного проецирования повторяется. Так происходит до тех пор, пока не пройдены все значения Х,У определяющие строку в сегменте изображения (фиг.5). После окончания прохождения строки блок 4 управления

1 599871

5 выдает значения Х;, У;, соответствующие следующей строке в сегменте изображения блока памяти.

Генератор 1 адреса вырабатывает значения А,и В, соответствующие данной строке. Процесс обратного проецирования повторяется для данной строки. Так происходит до тех пор, пока не пройдены все строки сегментов изображения. После этого процесс обратного проецирования заканчивается.

После того как все проекции измерены и обработаны в сегментах 2 блока памяти изображения будет сформировано изображение сечения исследуемого объекта, которое через магистраль данных изображения поступает последовательно от каждого сегмента памяти в монитор и визуализируется в виде единого изображения.

Генератор 1 адреса функционирует следующим образом.

Перед началом обработки в регистры 14, 15, 20 загружаются значения (Ах h. õ) (х, ABxL}), (Ао Во) для всех углов получения проекций °

После этого при обратном проецировании счетчики 18 и 19 начинают считать импульсы, приходящие от блока 4 управления, соответствующие переходу к каждому новому элементу изображе-. ния. Одновременно, по приходу каждого нового импульса, к значениям А и В, хранящимся в регистрах 20,до:. бавляются в сумматорах 17 значения

5А „ и ЬВх,хранящиеся в регистрах 15. Таким образом, при переходе к каждому новому элементу изображения обновляются значения адресов А и В, После того как одна строка пройдена, что определяется счетчиками 18 и 19, к значениям А и В добавляются в сумматорах 17 величины 5Axy и фВ, из регистров 14 и осуществляется переход к новой строке матрицы изображения. Чтобы прибавить данные значения, переключатели 21 переключаются в состояние, соответствующее подключению входа сумматоров 17 к регистрам 14 .

Затем осуществляется суммирование в сумматоре 17 вновь со значениями, хранящимися в регистрах 15. Так происходит до тех пор, пока не пройдена вся матрица изображения для данного угла проецирования.

Блок 4 управления функционирует .следующим, образом.

Счетные импульсы от опорного генератора подаются на сдвигающий регистр 24, создающий "гребенку импульсов" с заданной задержкой, соответствующей времени срабатывания различных блоков, входящих в состав устройства, и используются этими блоками как стробирующие импульсы IIpH выполнении операций. Одновременно импульсы t поступают на вход счетчиков 23 и 22, определяющих адреса элементов изображения Х и Y для сегментов 2; изображения.

При переходе к новому углу получения проекции из буферов берутся зна(А„Вю), (@Ах, h, Вх), (

ЙВх ), соответствующие этому углу получения проекции. Так происходит до тех пор, пока не завершен процесс обработки данных.

Формула изобретения

Устройство обратного проецирования для получения изображения объекта в вычислительной томографии, содержащее генератор адреса проекций, блок управления, блок памяти изображ).жения и и сегментов обработки изображения, причем каждый сегмент содержит формирователь адреса, выход которого подключен к адресному входу блока памяти проекций, выход кото35 рогo соединен с первым входом Но жителя, второй вход которого соединен с выходом формирователя весовой функции, а выход — с первым входом первого сумматора, вход блока управ40 ления является входом пуска устройства, первый тактовый выход блока уп- „ равления соединен с управляющими входами формировaтелей апреса и весовой функции, второй тактовый выход блока управления подключен к управляющему входу блока памяти проекций, третий тактовый выход блока управления соединен .с управляющим входом умножителя, выход блока памяти изображения является информационным выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения производительности обработки изображения, блок памяти иэображения выполнен в виде п сегментов, причем первый и ,второй адресные входы каждого i-ro сегмента блока памяти изображения соединены с первым н вторым выхода.ьи задания координат элемента изобра1599871 жения блока управления, четвертый тактовый выход которого соединен с управляющим входом i-го сегмента. блока памяти изображения, информационные выход и вход которого соединены соответственно с вторым входом и выходом nepsoro сумматора i-ro сегмента обработки изображения, i-.é .сегмент обработки изображения дополни- . тельно содержит два регистра и второй и третий сумматоры, причем выход второго сумматора соединен с первьм адресным входом формирователя адреса. i-го сегмента обработки изображения, второй адресный вход которого соединен с входом формирователя весовой функции i-ro сегмента обработки изображения и с выходом третьего сумматора, управляющий вход которого соединен с управляющим вхо5 дом второго сумматора и с пятым тактовым выходом блока управления, шестой тактовый выход которого соединен с управляющими входами первого и второго регистров, информационные входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора адреса проекций и с первыки информационными входами второго и третье- . го сумматоров, вторые информационные входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго регистров.

1599871

1599871

Составитель Л.Логачева

Редактор С.Лисина Техред M.Äèäûê . КоРРектоР Н. Ревская

Заказ 3144 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101