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面向VLSI的可配置离散希尔伯特变换算法设计

刘立  
【摘要】:现代医学的迅速发展中,多层螺旋CT应运而生,螺旋锥束扫描方式有重建速度快、空间分辨率高等优点。但瓶颈也很明显:在螺旋锥束CT三维图像重建中,计算机与接收器之间有大量的不同点数的数据经过离散希尔伯特变换进行着传输,以便精确地重建图像。利用以往的离散希尔伯特变换实现方法,使用固定点数的VLSI硬件实现,不能处理不同点数的数据。采用基于脉动阵列的可配置算法,可以解决这一问题。 本文分为两部分,前两章为第一部分,阐述了当前CT发展的现状和使用可配置脉动阵列设计希尔伯特滤波的必要性,介绍了Katsevich算法螺旋锥束CT的三维重建原理和DHT的定义及其若干设计方式,重点介绍其脉动阵列设计方式。 后三章为第二部分,也是本文的重点。在第三章中通过推导,论证了脉动阵列设计的可配置方法的可行性。第四章中,针对第三章中的方案所引发的参数计算的问题,作了进一步的设计研究,做出了较为完整的推理和整理,得到了基于边界参数计算的可配置计算方法,及各个边界参数的计算公式。并对最终得到的方法和原方法在各种情况下进行了一系列的理论上的比较,证实了在算法复杂度上,新方法确有其优越性:新方法在空间复杂度上始终优于原方法。在将PE单元中加法单独提出计算的算法中,只要N值达到32点以上的规模,新方法在时间复杂度上也能优于原方法。 本文最后对已有成果进行了小结,对现有的问题进行了分析,并对进一步研究给出了建议和设想。


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