[發明專利]一種數字X線設備的實時圖像處理與顯示裝置

無效

• 申請號: 200610155811.4
• 申請日: 2006-12-29
• 公開（公告）號: CN101209208A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 劉煜;鄒海蓉;吳菲
• 申請（專利權）人: 東軟飛利浦醫療設備系統有限責任公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;G06F17/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域中的數字X線設備，具體地說是一種數字X線設備的實時圖像處理與顯示裝置。

背景技術

傳統技術中，數字X線設備的圖像系統一般由以下幾部分組成：圖像數據接收部分，X射線經過濾線柵和影像增強器后，進入CCD(ChargeCoupled?Device，電荷耦合裝置)，CCD以低壓差分信號(LVDS)傳輸影像數據；圖像處理部分，常用的X線圖像處理算法有降噪，減影，邊緣增強，運動檢測，圖像旋轉，枕形失真校正等；圖像顯示和歸檔部分，完成圖像在CRT或液晶顯示器上的顯示，并按用戶的要求完成文檔的存檔，編輯等工作。圖像系統實現圖像處理方式有以下兩種：

1.基于通用計算機的設計。這種方式用軟件實現圖像處理，在眾多圖像處理方式中是最常用的。但此種方式要占用CPU幾乎全部的處理能力，速度相對較慢，不適于實時處理，一般用于圖像后處理。同時由于通用計算機使用的操作系統并非專業操作系統，系統不穩定，極易引起死機，崩潰等多種問題。這種方法不適用于圖像處理運算量較大，要求實時處理的醫療現場診斷圖像設備中。

2.基于DSP(digital?signal?processors)的設計。DSP芯片內部采用程序和數據分開存儲和傳輸的哈佛結構，具有專門硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可用來快速地實現各種數字信號處理算法。其缺點是不夠靈活，對于醫療設備上一些需要很高數字樣本處理速率的高端應用來說，DSP仍然不能滿足系統對實時性的要求。

目前本技術領域中通用計算機進行圖像處理，便于實現各種圖像處理算法以及操作，但仍存在以下問題：

(1)在使用數字X線設備進行透視、透視狀態下的減影以及圖像生數據的回放等操作時，要求圖像實時輸出，并且需要進行邊緣增強以及旋轉等復雜的算法，現有的計算機不能滿足速度的要求。

(2)由于通用計算機使用的操作系統，如WINDOWS?XP等，不是專用的實時操作系統，系統不穩定，易引起死機，崩潰等多種問題；

(3)高速的影像數據在多個數字X線設備的模塊之間傳遞，經過多根線纜，連接器，傳輸和控制過程復雜，易引起電磁兼容問題，且在傳輸過程中，干擾源眾多，因而很難保證影像數據和控制信號的信號完整性。

(4)基于通用計算機因圖像處理速度慢，不能進行實時的回放，必須加入專門的圖像處理卡。將生數據通過PCI傳到硬盤上存儲，在需要回放的時候再由硬盤通過PCI傳到圖像處理卡上，這需要占用大量的計算機運算資源以及PCI總線資源，同樣影響運行速度。

發明內容

為解決現有技術中不能滿足系統對實時性的要求、系統不穩定，易引起死機以及電磁兼容等問題，本發明的目的在于提供一種能夠滿足速度要求、穩定、并減小外界干擾的數字X線設備的實時圖像處理與顯示裝置

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明包括：圖像處理模塊，通過圖像輸入模塊接收外部圖像數據進行處理；圖像顯示和存儲模塊，接收經圖像處理模塊處理的數據，輸出至圖像顯示裝置；微控制器，用于實現圖像處理模塊及圖像顯示和存儲模塊的配置，根據外部接口傳來的X線機的主控設備的命令控制圖像處理模塊以及圖像顯示和存儲模塊的動作；圖像處理存儲器，與圖像處理模塊中的圖像處理存儲控制器相連，用于隨機存儲和讀取圖像數據；圖像顯示緩存，與圖像顯示和存儲模塊中的圖像顯示緩存控制器相連，用于實現多種圖像顯示功能；圖像存儲器，與圖像顯示和存儲模塊中的圖像存儲控制器相連，用于存儲需要回放的圖像數據。

所述圖像處理模塊包括圖像處理FPGA，其內部配置有：預降噪模塊，通過圖像輸入模塊接收外部輸入的圖像數據進行預降噪，輸出端接至運動檢測模塊，預降噪模塊通過第1圖像處理存儲控制器接有第1圖像處理存儲器；運動檢測模塊，接收運動檢測模塊輸出的圖像數據，判斷圖像是否有移動；遞歸降噪模塊，接收外部輸入的圖像數據及運動檢測模塊反饋的運動檢測結果，以降低遞歸降噪的系數；圖像旋轉及枕形失真模塊，接收遞歸降噪模塊的輸出數據，或通過總線接口模塊接收微控制器的控制命令，完成圖像旋轉和/或枕形失真的處理操作，其通過兩個高速同步存儲控制器分別接有第1、2高速同步存儲器，以實現實時存儲與顯示；減影模塊，接收遞歸降噪模塊的輸出數據，通過總線接口模塊與微控制器相連，通過第2圖像處理存儲控制器接有第2圖像處理存儲器；圖像輸出多路復用模塊，接收經過圖像處理或減影后的圖像，輸出給圖像顯示和存儲模塊；圖像后處理模塊，接收圖像顯示和存儲模塊返回的圖像數字，處理后輸出至圖像旋轉及枕形失真校正模塊。