Устройство обратного проецирования для получения изображения объекта в вычислительной томографии

,(51 Р 156 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМпРи Гннт сссР МИТЕТ ОтнРьзтиямО ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский итехнологический институт кабельнойпромышленности и Особое конструкторское бюро "Маяк" при Пермском государственном университете(54) УСТРОЙСТВО ОБРАТНОГО ПРОЕЦИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА В ВИЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТОМОГРАФИИ(57) Изобретение относится к вычислительной томографии с использованием рентгеновского излучения и можетиспользоваться для обработки иэображения при количественных интроскопнческих исследованиях внутренних.структур объектов в медицинских итехнических приложениях. Целью изобретения является повышение производительности обработки изображения,Это достигается за счет одновременной обработки каждой новой проекцииодновременно всеми сегментами. Устройство содержит генератор адресапроекций, п сегментов блока памятиизображения, и сегментов 3 обработки изображения, блок управления.Каждый сегмент содержит формирователь 5 адреса, блок 6 памяти проекций, умножитель 7, формирователь 8весовой функции, сумматоры 9, 10,11 и регистры 12, 13. 5 ил.159987 20 40 Изобретение относится к вычислительной томографии с использованием рентгеновского излучения и мо"жет использоваться для обработкиизображения при количественных ин"5троскопических исследованиях внутренних структур изучаемых объектовв медицинских и технических приложениях.10Цель изобретения - повышение про"изводительности обработки изображения.На фиг.1 представлена общаяструктурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - структурнаясхема одного сегмента обработки изображения устройства; на фиг.Зструктурная схема генератора адресапроекций; на фиг.4 - структурнаясхема блока управления; на фиг.5 геометрические соотношения, возникающие при движении по полю сегментаизображения при обработкеУстройство (фиг1) содержит генератор 1 адреса проекций, и сегментов 2 блока памяти изобРажения, исегментов 3 обработки изображения,блок 4 управления,Сегмент 3 обработки изображения(фиг.2) содержит формирователь 5 адреса, блок 6 памяти проекций, умножитель 7, формирователь 8 весовойфункции, сумматор 9, регистры 10,11 и сумматоры 12 и 13. Генератор1 адреса проекций (фиг.З) содержитдва 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 сдвигающийрегистр 24.Геометрические соотношения (фиг.5)45представлены следующими параметрами: А;, В , - начальные значения адресов -го сегмента изображения;6 А, Ь В - приращение адресов дляследующего элемента изображения в50строке; ЬА, 6 В - приращение адресов для перехода к первому элементу изображения следующей строки,Устройство работает следующим образом.Каждая новая проекция обрабатывается сразу после поступления с измерительной установки одновременновсеми сегментами 3 устройства. При 1 4гэтом 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 2блока 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;, 1, 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 управления1599871 5 10 15 20 5выдает значения Х;, У;, соответствующие следующей строке в сегментеизображения блока памяти.Генератор 1 адреса вырабатываетзначения А ,и В, соответствующие данной строке. Процесс обратного проецирования повторяется для данной строки. Так происходит до тех пор, пока не пройдены все строки сегментовизображения. 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 поступаетпоследовательно от каждого сегмента памяти в монитор и визуализируется в виде единого изображения.Генератор 1 адреса Функционируетследующим образом,Перед началом обработки в регистры 14, 15, 20 загружаются значенияЫАх 1 А Ву) э ЬАуф ЙьВхФф) ь (Арэ Во)для всех углов получения проекцийПосле этого при обратном проецировании счетчики 18 и 19 начинают считать импульсы, приходящие от блока 4управления, соответствующие переходук каждому новому элементу изображе-.ния. Одновременно, по приходу каждого нового импульса, к значениям Аи В, хранящимся в регистрах 20,до:. бавляются в сумматорах 17 значения6 Аи ЬВ,хранящиеся в регистрах 15,Таким образом, при переходе к каждому новому элементу изображения об"новляются 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 ЬЛх и фВ,изрегистров 14 и осуществляется передход к новой строке матрицы изображения. Чтобы прибавить данные значения,переключатели 21 переключаются в состояние, соответствующее подключениювхода сумматоров 17 к регистрам 14 .Затем осуществляется суммированиев сумматоре 17 вновь со значениями,хранящимися в регистрах 15, Так происходит до тех пор, пока не пройденався матрица изображения для данного угла проецирования,Блок 4 управления Функционирует.следующим, образом. 6Счетнье 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 при выполнении операций. Одновременно импульсы С поступают на вход счетчиков 23 и 22, определяющих адреса элементов изображения Х и У для сегментов 2; изображения.При переходе к новому углу получения проекции из буферов берутся значения (Ао Ве)(Ах А Вк)ЬА ку ЙВ), соответствующие этому углу по" лучения 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 изобраЗ 0 жения и и сегментов обработки изображения, причем каждый сегмент содержит Формирователь адреса, выход которого подключен к адресному входу блока памяти проекций, выход которого соединен с первым входом умно- жителя, второй вход которого соединен с выходом Формирователя весовой Функции, а выход - с первым входом первого сумматора, вход блока управ ления является входом пуска устройства, первый тактовый выход блока уп-равления соединен с управляющими входами Формирователей адреса и весовойфункции, второй тактовый выход блокауправления подключен к управляющемувходу блока памяти проекций, третий тактовый выход блока управлениясоединен .с управляющим входом умножителя, выход блока памяти изображения является информационным выходомустройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьпцения производительности обработки изображения, блок памяти иэображения выполнен в виде и сегментов, причем первый и,второй адресные входы каждого -госегмента блока памяти изображения соединены с первым н вторым выхода.ьи задания координат элемента изобра 1599871жения блока управления, четвертыйтактовый выход которого соединен суправляющим входом "го сегмента.блока памяти изображения, информационные выход и вход которого соединены соответственно с вторым входоми выходом первого сумматора -го сегмента обработки изображения, -.й .сегмент обработки изображения дополни" .тельно содержит два регистра и второй и третий сумматоры, причем выходвторого сумматора соединен с первьмадресным входом формирователя адреса. -го сегмента обработки изображения, второй адресный вход которого соединен с входом формирователявесовой функции ь-го сегмента обработки изображения и с выходом третьего сумматора, управляющий входкоторого соединен с управляющим входом второго сумматора и с пятым тактовым выходом блока управления, шестойтактовый выход которого соединен суправляющими входами первого и второго регистров, информационные входы которых соединены соответственно спервым и вторым выходами генератора адреса проекций и с первьяи информационными входами второго и третьего сумматоров, вторые информационныевходы которых соединены соответственно с выходами первого и второго регистров.1599871 г.5 ставитель Л.Логачевахред М,Дидык . КоРРектоР Н, Ревская едактор С.Лисин н и ГКНТ СЧСР с роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 1 О Заказ 3144 ВНИИПИ Гос Тираж 568ственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Ра ям н