超聲彈性成像技術(shù)可以定量地計算組織的運動場,進(jìn)而獲取定量、可視化的病變區(qū)組織彈性信息。超聲彈性成像技術(shù)自從被提出以來就得到了迅速的發(fā)展,目前超聲彈性成像被廣泛用于人體軟組織病變的診斷,對人體軟組織癌癥腫瘤等病變的臨床診斷意義重大。組織運動場的計算是彈性成像算法的核心,選擇準(zhǔn)確的運動模型和高并行算法以及高性能的處理平臺對組織運動快速計算具有十分重要的意義。將仿射運動模型和光流法結(jié)合,不但從根源上解決了組織運動描述不精確的問題,而且從一定程度上提高了算法的并行性,進(jìn)一步提高了組織運動估計的速度。不過,目前上述算法的最大問題是在通用的串行處理器上計算仍然比較耗時,速度慢,其主要原因是每幀超聲回波數(shù)據(jù)量大以及算法涉及大量矩陣運算,導(dǎo)致仿射光流算法在軟件串行下運算速度下降很快,從而限制了其在實際系統(tǒng)中的應(yīng)用。通用的串行處理器無法滿足組織運動快速計算的需求。FPGA細(xì)粒度并行、可重構(gòu)的靈活特性,使得基于FPGA的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)被廣泛關(guān)注。首先理論分析,使用前沿的HLS高級綜合語言設(shè)計實現(xiàn)了仿射光流組織運動計算硬件加速器;并從軟硬協(xié)同設(shè)計角度,實現(xiàn)了基于ZYNQ異構(gòu)加速平臺的仿射光流硬件加速器的系統(tǒng)... 

【文章來源】：中國醫(yī)科大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

靜態(tài)彈性成像原理圖

中國醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文10為以ROI中心點C為坐標(biāo)原點A點的坐標(biāo)參數(shù)值。矢量=(u,u,uv,v,v)Txyxyw即為所求的六個參數(shù)矢量。圖2.1仿射模型2.3基于仿射模型的光流法相比平移運動，我們用仿射運動模型更能準(zhǔn)確的描述組織的運動。假設(shè)組織局部發(fā)生仿射變換，將式2-7和式2-21合并，便可得到基于仿射運動模型的光流法，(2-22)相應(yīng)地，光流估計誤差變?yōu)椋?2-23)令上式等于0并分別對六個參數(shù)求導(dǎo)得，(2-24)其中，2[()()]xxyyxytIuuxuyIvvxvyI(,)()(,)()0xxyyxyIxyuuxuyIxyvvxvyTTAAwAb

中國醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文132.4.2先驗估計先驗估計的基本思想是物理鄰近點運動大致相同，如果已知鄰近點的位移，那么就可以將鄰近點的位移作為待估點的初始位移，從而在小位移范圍內(nèi)進(jìn)行光流計算，將計算結(jié)果和初始位移信息相加，便得到了待估點的位移，同理，將得到的新的位移信息作為下一個待估點的初始位移，以此類推，最終得到所有點的位移信息。通過縮小計算范圍，速度大為提升。如圖2.4所示先驗估計軸向引導(dǎo)圖圖2.4先驗估計軸向引導(dǎo)示意圖記估計位置(i,j)初始橫向位移和初始軸向位移分別為u1(i,j)，v1(i,j)。u(i,j)，該處的光流計算結(jié)果記為du(i,j)和dv(i,j)，分別表示相對橫向位移和相對軸向位移。則該點的絕對橫向位移為u(i,j)=u1(i,j)+du(i,j)，絕對軸向位移為v(i,j)=v1(i,j)+dv(i,j)。初始種子位移選取的規(guī)則如下：(2-27)第(i,j)個位置的位移為，(2-28)算法流程如圖2.5所示，本文選擇進(jìn)行光流計算的窗口數(shù)據(jù)大小為長2*HWY+1、1(,)0,1(,)0,1(,)((1,)),1(,)((1,))uijvijuijrounduijvijroundvij(,)1(,)(,),(,)1(,)(,)uijuijduijvijvijdvij


本文編號：3068320