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基于DSP平台的超声图像处理系统研究与实现

作　者: 崔家亮
导　师: 陈波
学　校: 西南科技大学
专　业:
关键词: B超 便 携式 DSP超声图像 算法 优化
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 28次
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内容摘要


医用B超设备以其无损伤、高灵敏度被广泛应用于各大医院。近年来，随着计算机电子技术的发展，传统B超设备逐渐向便携式方向发展，但由于B超诊断过程中涉及到大量图像处理运算，嵌入式便携设备往往不能达到理想效果。但是，专攻数字信号处理的DSP芯片的出现后，使得在嵌入式便携设备上实现复杂的图像处理算法成为了可能。本文针对传统嵌入式系统运算能力不足的问题，以超声图像为研究对象，一方面实现了超声图像数据的采集；另一方面，基于SEED-DEC6416DSP平台对超声图像处理算法进行了实现和优化。主要研究内容如下：（1）超声图像数据采集。以现有硬件为基础，结合系统具体要求，完成超声前端数据采集模块，实现超声图像数据采集和存储；（2）嵌入式系统平台构建。完成了超声前端与SEED-DEC6416DSP平台的无缝连接，结合EMIF接口和EDMA技术，实现了两者之间数据的高速传输；（3）超声图像处理算法实现及优化。在DSP平台实现超声图像重构和去噪算法，并结合具体硬件特性，通过使用高速Cache，双缓冲，流水线并行执行等方式对算法进行优化和改进，保证系统实时性。实验结果表明，基于SEED-DEC6416DSP平台的超声图像处理系统，能够实现高效的完成超声图像处理中比较复杂的图像处理算法，达到与传统B超设备相近的效果。但相对于传统B超设备而言，该系统不仅携带方便，而且其成本约为传统B超的60%，具有更强的竞争力。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
1 绪论  10-14
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 课题主要研究内容  12-13
  1.4 论文结构安排  13-14
2 系统整体框架设计  14-20
  2.1 硬件系统框架  14-15
  2.2 超声回波信号A/D模块  15-16
  2.3 FPGA前端数据采集控制模块  16
  2.4 DSP超声图像数据处理模块  16-17
  2.5 系统工作流程  17-20
    2.5.1 系统运行流程  17-18
    2.5.2 系统数据流程  18-20
3 超声前端数据采集模块  20-45
  3.1 FPGA简介  21-26
    3.1.1 FPGA芯片简介  21-22
    3.1.2 FPGA系统设计方法  22-24
    3.1.3 FPGA系统设计关键技术  24-26
  3.2 数据采集  26-40
    3.2.1 超声波发射驱动  26-32
    3.2.2 回波模拟信号处理  32-37
    3.2.3 数字信号处理  37-40
  3.3 数据存储与传输  40-45
    3.3.1 数据存储设计和仿真  40-42
    3.3.2 数据传输设计和仿真  42-45
4 DSP硬件平台的构建  45-68
  4.1 DSP系统简介  45-49
    4.1.1 SEED-DEC6416平台概述  46-47
    4.1.2 CCS开发环境  47-49
  4.2 系统存储空间分配  49-54
  4.3 EMIF通信接口  54-58
    4.3.1 EMIFA和EMIFB接口  54-57
    4.3.2 EMIF资源分配  57-58
  4.4 EDMA数据传输  58-68
    4.4.1 L2SRAM与CPU数据交换  59-62
    4.4.2 L2SRAM双缓冲  62-63
    4.4.3 外设与CPU数据交换  63-68
5 超声图像处理算法实现及优化  68-86
  5.1 算法优化流程和途径  68-70
    5.1.1 DSP平台程序优化  68-70
    5.1.2 DSP平台数据存储结构优化  70
  5.2 超声图像重构  70-76
    5.2.1 DSC算法实现  70-73
    5.2.2 DSC算法优化  73-74
    5.2.3 实验结果分析  74-76
  5.3 自适应中值滤波  76-81
    5.3.1 算法实现  76
    5.3.2 算法优化  76-79
    5.3.3 实验结果分析  79-81
  5.4 SRAD滤波  81-86
    5.4.1 SRAD算法实现  81-82
    5.4.2 SRAD算法优化  82-84
    5.4.3 实验结果分析  84-86
总结与展望  86-87
致谢  87-88
参考文献  88-91
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果  91

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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