超聲彈性成像技術(shù)可以定量地計(jì)算組織的運(yùn)動(dòng)場(chǎng),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(lái)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(duì)人體軟組織癌癥腫瘤等病變的臨床診斷意義重大。組織運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的計(jì)算是彈性成像算法的核心,選擇準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)模型和高并行算法以及高性能的處理平臺(tái)對(duì)組織運(yùn)動(dòng)快速計(jì)算具有十分重要的意義。將仿射運(yùn)動(dòng)模型和光流法結(jié)合,不但從根源上解決了組織運(yùn)動(dòng)描述不精確的問(wèn)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(yùn)動(dòng)估計(jì)的速度。不過(guò),目前上述算法的最大問(wèn)題是在通用的串行處理器上計(jì)算仍然比較耗時(shí),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(yùn)算,導(dǎo)致仿射光流算法在軟件串行下運(yùn)算速度下降很快,從而限制了其在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用。通用的串行處理器無(wú)法滿足組織運(yùn)動(dòng)快速計(jì)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(jí)綜合語(yǔ)言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了仿射光流組織運(yùn)動(dòng)計(jì)算硬件加速器;并從軟硬協(xié)同設(shè)計(jì)角度,實(shí)現(xiàn)了基于ZYNQ異構(gòu)加速平臺(tái)的仿射光流硬件加速器的系統(tǒng)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)醫(yī)科大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

靜態(tài)彈性成像原理圖

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文10為以ROI中心點(diǎn)C為坐標(biāo)原點(diǎn)A點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)值。矢量=(u,u,uv,v,v)Txyxyw即為所求的六個(gè)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(yùn)動(dòng)，我們用仿射運(yùn)動(dòng)模型更能準(zhǔn)確的描述組織的運(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)模型的光流法，(2-22)相應(yīng)地，光流估計(jì)誤差變?yōu)椋?2-23)令上式等于0并分別對(duì)六個(gè)參數(shù)求導(dǎo)得，(2-24)其中，2[()()]xxyyxytIuuxuyIvvxvyI(,)()(,)()0xxyyxyIxyuuxuyIxyvvxvyTTAAwAb

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文132.4.2先驗(yàn)估計(jì)先驗(yàn)估計(jì)的基本思想是物理鄰近點(diǎn)運(yùn)動(dòng)大致相同，如果已知鄰近點(diǎn)的位移，那么就可以將鄰近點(diǎn)的位移作為待估點(diǎn)的初始位移，從而在小位移范圍內(nèi)進(jìn)行光流計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果和初始位移信息相加，便得到了待估點(diǎn)的位移，同理，將得到的新的位移信息作為下一個(gè)待估點(diǎn)的初始位移，以此類(lèi)推，最終得到所有點(diǎn)的位移信息。通過(guò)縮小計(jì)算范圍，速度大為提升。如圖2.4所示先驗(yàn)估計(jì)軸向引導(dǎo)圖圖2.4先驗(yàn)估計(jì)軸向引導(dǎo)示意圖記估計(jì)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(jì)算結(jié)果記為du(i,j)和dv(i,j)，分別表示相對(duì)橫向位移和相對(duì)軸向位移。則該點(diǎn)的絕對(duì)橫向位移為u(i,j)=u1(i,j)+du(i,j)，絕對(duì)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(gè)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(jì)算的窗口數(shù)據(jù)大小為長(zhǎng)2*HWY+1、1(,)0,1(,)0,1(,)((1,)),1(,)((1,))uijvijuijrounduijvijroundvij(,)1(,)(,),(,)1(,)(,)uijuijduijvijvijdvij


本文編號(hào)：3068320