诊断成像
诊断成像
英特尔诊断成像设备解决方案示例
X 射线和超声等诊断成像系统已经应用了数十年了。其他系统还比较新,包括计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)以及核或者正电子辐射断层扫描(PET)等。这些新的诊断成像系统非常复杂,需要处理大量的图像,促使生产商不断引入更先进的功能,并提高性能。
半导体在开发这些前沿的诊断成像系统中扮演了重要角色。随着密度、灵活性和性能的提高,当今的可编程逻辑具有芯片系统(SoC)功能,推动了下一代成像系统的发展。
如上所示,一个典型的诊断成像系统包括三类卡:数据采集、数据合并和图像/数据处理卡。
数据采集卡对输入数据进行过滤,是系统卡中性价比最高的。一个诊断成像系统一般会包括多个数据采集卡(在某些应用中,一个系统高达 20 个卡)。对数据进行补偿和过滤后,被发送至数据合并卡,进行缓冲和数据对齐。对于 CT 和 PET 扫描器,其探测器围绕人体旋转,数据被串化,通过滑动环机电部件进行传送。数据采集完毕后,被发送到图像/数据处理卡中。这些卡完成任务繁重的过滤和需要大量算法的图像重构工作。完成后,一般会在一个单板计算机(SBC)上完成最终的成像和缩放功能,并进行显示。对于采集和处理卡,在做出组件选择之前,您需要考虑几项因素。例如,取决于每一系统的通道数量,以及所需要的分辨率,您可以选择:
- 货架模拟组件,或者将模拟功能集成到 ASIC 中。
- 二维(2D)或者三维(3D)成像
- 在处理卡和 SBC 之间划分图像处理功能
- 用于算法加速的面向 OpenCL™ 的英特尔® FPGA SDK
为图像处理提供特性丰富的可编程解决方案
英特尔® FPGA为诊断成像设备设计人员提供了他们喜欢的解决方案。对于成本敏感性数据采集卡,英特尔® Cyclone® FPGA 和英特尔® Arria® FPGA 系列现在能够提供丰富的数字信号处理(DSP)模块,与其他经过成本优化的 FPGA 系列相比,单位逻辑单元(LE)的价格最低,是很好的候选方案。
英特尔® Stratix® FPGA 系列适用于数据合并和图像处理卡。这些系列设备满足了设计人员对灵活性、性能、集成和设计资源的需求,这是其他解决方案所不具备的。英特尔® Stratix® FPGA 系列使用了高性能架构,加速了基于模块的设计,显著提高了系统性能。这包括高性能 DSP 模块、嵌入式内存、952,000个逻辑单元(LE),以及灵活的 I/O 标准。英特尔® Stratix® FPGA 系列能够连接 DDR3、RLDRAM II、FCRAM、QDRII、DDR、QDR 和 SRAM 等外部内存。英特尔® Stratix® FPGA 系列还提供多千兆位串行收发器技术,能够在滑动环和背板上传送高速数据。
特性丰富的 SoC 设备系列和 Nios® II 嵌入式处理器以难以置信的低价格实现了前所未有的灵活性和性能。对于辅助卡的电机控制功能,SoC 和 Nios® II 处理器能够用于替代主微控制器。图像处理卡使用FPGA设备,嵌入式 Nios® II CPU 或者 SoC 结合 DSP 模块作为协处理器,可以替代一个或者多个数字信号处理器,显著降低了成本。采用面向 OpenCL 的英特尔® FPGA SDK,软件编程人员现在很容易将算法功能加速卸载到 FPGA 中实现,充分发挥产品能够及时面市的设计流程的优势。
英特尔还为诊断成像功能提供大量相关的知识产权、开发套件和参考设计。请访问下面的链接,开始您的下一设计。参见下文。
视频解决方案
灵活设计解决方案
借助英特尔® FPGA 视频和图像处理套件,医疗成像设计师现在可:
- 提高效能
- 承受越来越高的研发成本
- 降低产品过时的风险
英特尔视频和图像处理套件包括了英特尔及第三方合作伙伴的低成本开发套件、视频处理参考设计和关键构建模块知识产权(IP)内核。 您将发现英特尔® FPGA 视频和图像处理套件能够在独立 FPGA,以及数字信号处理器和 FPGA 协同处理实施中高效运行。
适用于广泛的设备和应用
集成工具流程与全面的培训相结合,帮助为英特尔® FPGA 视频和图像处理套件提供您在各种医疗成像设备和应用中所需要的模块化和灵活性。在目前的医疗设备市场上,您需要针对多种设备迅速开发图像解决方案,包括:
- MRI、CT 扫描、超声以及X射线成像系统
- 测量和分析仪表
- 光处理和分析设备
- 显微外科
- 远程医疗器械
您必须还能够建立并实现多种复杂的应用算法,才能让这些成像解决方案成为现实,包括:
- 图像分析和模式识别
- 图像增强和复原
- 图像和数据压缩
- 小波变换利用
- 颜色空间转换
通过使用已经模块化并集成到英特尔视频和图像处理库中的构建模块IP内核和关键特性,结合英特尔及其合作伙伴的其他数字信号处理(DSP)内核,您现在能够更迅速、更高效的实现这些算法。
构建模块内核
英特尔的视频和图像处理库包括了以下构建模块内核:
- 2D 有限冲击响应(FIR)滤波器
- 2D 中值滤波器
- 缩放器
- 去隔行器
- Alpha 混合合成器
- 颜色空间转换器
- 色度重新采样器
- Gamma 校正器
这些构建模块内核每一个都支持参数化内存,彼此很容易相连接。这些特性支持在所有英特尔® Cyclone®和英特尔® Stratix® 系列 FPGA 上高效设计灵活的高性能解决方案。
通过面向英特尔® FPGA 的 DSP Builder 工具,使用 The MathWorks 算法工具进行快速开发。DSP Builder 构成了从 The MathWorks 算法开发到英特尔® Quartus® Prime 设计软件之间的纽带。
关于您怎样将英特尔构建模块 视频和图像处理库,用于您的医疗成像应用的详细信息,请阅读视频和图像处理医疗成像白皮书 (PDF)。
相关链接
英特尔视频和图像处理库和参考设计适用于各种行业的视频和图像应用,包括:
- 高清晰(HD)广播编码,广播演播和视频会议系统
- 军事和多通道视频监控
- 汽车和军事便携式设备的小型显示屏
- 文档镜像
如果需要了解详细信息,请访问英特尔的视频和图像处理解决方案。