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使用硬體架構模擬管線化處理結果-改善有限張數投影下同步代數重建法之重建速度
Thesis

使用硬體架構模擬管線化處理結果-改善有限張數投影下同步代數重建法之重建速度

朱玉婷
Masters, 國立清華大學, 動力機械工程學系
2009

Abstract

X 射線電腦斷層掃瞄法 硬體架構 代數重建法 管線化 X-Ray Computer Tomography ART Pipeline Hardware
傳統的二維自動光學檢測(Automatic Optical Inspection),通常僅能檢測物件表面缺陷。而內部瑕疵,需透過X 射線電腦斷層掃瞄法(Computer Tomography)進行三維結構的影像重建,進而判斷缺陷。 常見的重建方法有兩類, 一類為濾波逆投影法( Filtered Back-Projection,FBP),另一類為代數重建法(Algebraic ReconstructionTechnique,ART)。在投影數較少時,利用ART 所得影像要比利用FBP 好的多,但是,因ART 影像重建的速度太慢,在運算速度上無法達到使用者的需求。 為了要加速運算,本研究將評估採用硬體架構進行管線化 (Pipeline)處理之可行性。先對ART 演算法,進行軟體C 程式的分析,評估其硬體設計所需的記憶體空間及資料流量,進而以Verilog 硬體設計語言,模擬使用硬體管線化處理後,對演算法加速的效果。 此硬體架構對一重建區 61 x 61 x 33 Voxels 和感測器大小181 x 181 的灰階影像進行影像重建。在100MHz 的工作時脈下,只需約0.77秒的運算時間。而Matlab 平台上模擬則需要5100 秒[1],才能完成全部的運算。因此本論文所提之架構的模擬速度比Matlab 平台上快了6623 倍。此硬體架構將提供使用者更高的使用彈性。

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