用于锥束ct三维图像重建的存储与传输系统设计

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1、重庆大学硕士学位论文用于锥束CT三维图像重建的存储与传输系统设计姓名：刘巍申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：王珏20090531中文摘要摘要随着CT技术突飞猛进的发展，锥束三维CT逐步走向实用和成熟，成为CT技术发展的重要趋势之一。与传统的二维CT相比，锥束CT具有更高的扫描速度和辐射利用率，更高精度的空间分辨率以及更加直观和清晰的图像；但它的图像重建算法也更加复杂，重建运算量更大，要求更高的存储带宽和更快的数据传输速度。为满足锥束CT三维图像重建算法的高数据存储带宽和高数据传输速度的要求并提高图像重建速度，本文探讨了利用FPGA实现三维图像重建

2、的可行性，全面分析了FDK三维图像重建算法的特点，详细介绍和比较了当前较为流行的并行处理平台，并提出了一种利用FPGA实现锥束CT三维图像重建系统的方案，重点实现了该系统中数据存储和传输子系统的硬件和软件设计。存储和传输系统的硬件设计主要包括CycloneIIIFPGA的外围电路设计、USB2．O主控制器(CY7C68013)外围电路设计、CY7C68013与FPGA的连接电路、存储电路设计以及电源设计部分等。硬件设计中的各个芯片的选择都以实现图像重建的技术指标为依据，每个部分之间的连接由芯片的工作模式和系统要实现的功能来决定。文章每个部分都给出了芯片选择的理由和硬

3、件连接的原理图。存储和传输系统的软件设计主要分为两个部分，一是由存储系统的FPGA逻辑设计，二是传输系统软件设计。其中，存储软件设计包括SDRAM控制器和SRAM控制逻辑两个方面，而传输软件设计则包括USBFPGA接口逻辑、UsB固件程序、设备的驱动程序和用户应用程序四个部分。最后，本文对存储模块的数据存储带宽、传输模块的传输速率以及存储传输系统数据移动的准确性进行了测试，测试结果表明此系统性能良好，能达到设计的预期效果。关键词：锥束cT，FPGA，FDK算法，数据存储，数据传输英文摘要ABSTRACTWiththerapiddeVelopmentofCTtechn

4、ology，cone-be锄3DCT莎aduallycomest0bem狐lreandpractical，andbecomesoneoftheimportant讯mdsofCTtechnologyIComparedwitllme仃aditionaltwo—dimensionalCT，cone-be锄3DCThasahigherutilizationrateofradiationandamoreprecisespatialresolution．TheimagerecOnstructedbyitismoreintuitiveandclear．Butitsimagerec

5、onstmctionalgorithmisalsomorecomplexanditscomputationalcomplexityisgreateranditrequiresahi曲erm锄。巧bandwidmaIldafasterdatatransmissionspeed．Tomeetmerequirementofthehigllm锄orybandwidmandtransmissionspeedforcone-be锄3DCTimagereconstn】ctionandimproVethespeedofimagereconstnlction，thispaperfir

6、stdiscussestllefeasibilityofthethree—dimensionalimagereconstnlctionimplementationbasedonFPGA．Then，acomprehensiVea11alysisofFDKimagereconstructionalgoritllIIlforthree—dimensionalCTismade，adetailedin仃oductionandcomparisonofthecurrentpopulaurparallelprocessingplatfonnwasmade锄daFPGAimpl锄en

7、tationmethodforcone-be锄CTt11ree-dimensionalimagereconstructionsystemisproposed．Finally’wefocusontherealizationofthehardwareandsO脚aredesignofthedatastorageandtransmissionsystem．Thehardwareofthesystemincludestllep嘶phe巧circuitdesi印ofCycloneIIIFPGA，theext锄a1circuitdesignofUSB2．Ohostcontr