如何使用FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字X線圖像的實(shí)時(shí)縮放模塊

　　本文介紹了一個(gè)自行設(shè)計(jì)的數(shù)字化x射線影像實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)圖像實(shí)時(shí)縮放的子系統(tǒng)。重點(diǎn)分析了縮放涉及的插值算法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的三次插值的模塊，系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)高顯示分辨率和幀率下的x線圖像的實(shí)時(shí)縮放。

　　數(shù)字化x線影像技術(shù)在臨床中的應(yīng)用日益廣泛。與傳統(tǒng)的x線影像技術(shù)相比，數(shù)字化技術(shù)可以提供豐富的圖像后處理功能。圖像的縮放是圖像處理的一個(gè)基本功能，在數(shù)字化x線影像技術(shù)中也有著廣泛的應(yīng)用。例如一幅x線圖像中的某個(gè)局部包含著醫(yī)生最為關(guān)注的病理信息，就需要對(duì)該局部圖像進(jìn)行放大顯示。無(wú)論是圖像的放大或縮小，由于目標(biāo)圖像與原圖像像素之間不再存在一對(duì)一的映射關(guān)系，所以需要采用插值的方法生成目標(biāo)圖像。

　　現(xiàn)有的數(shù)字x線圖像處理系統(tǒng)一般采用計(jì)算機(jī)軟件的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像的縮放操作。受計(jì)算機(jī)處理能力的限制，這些操作往往是離線的處理，無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)的要求。近年來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fieldprogrammable gate array，F(xiàn)PGA）在實(shí)時(shí)圖像處理中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。一些FPGA器件不僅提供了豐富的邏輯資源，還提供了硬件乘法器和大量的片上存儲(chǔ)器，為實(shí)現(xiàn)高性能的高效率數(shù)字信號(hào)處理功能提供了方便。