188196. lajstromszámú szabadalom • Firmware visszavetítő berendezés ct rendszerekhez

1

188 196

2

A fejlődés ráadásul a visszavetítendö kép méretének növekedését is eredményezte, márpedig a viszszavetítés során elvégzendő műveletek száma (n x nes képről van szó) nagyjából n3-nal arányos. Egy példával illusztrálva ezt: a Densitome nevű francia CT berendezés 128 x 128-as képpel dolgozott, a képrekonstrukció egy viszonylag gyors PDP 11/55 számítógépen kb. 4,5 percet vett igénybe. A mai korszerűbb berendezéseknél a kép legalább 256 x 256-os, egyes nagy térbeli felbontást megcélzó készülékek 512x512-es képre vetítenek vissza. Ez utóbbi esetén a 128 x 128-as képhez képest 64- szeres a visszavetítés idő-igénye. Ez software megvalósításnál (a software szekvenciális jellege miatt) valóban 64-szeres rekonstrukciós időt eredményez.

A visszavetítés időviszonyainak további analíziséhez tekintsük a következő adatokat: egyetlen képponthoz egyetlen profil visszavetítése minimálisan a következő műveleteket igényli:

1. Címképzés a profilhoz (annak megállapítása, hogy a képponthoz tartozó érték mely címen helyezkedik el).

2. Minimálisan két komparálás segítségével annak eldöntése, hogy a képpont helye egyáltalán a vetületen belül helyezkedik-e el (azaz az 1. alatt képzett cím egy adott intervallumon belül van-e).

3. Az 1. alatt képzett címen elhelyezkedő operandus kiolvasása; az adott képponthoz addig részvisszavetített érték (a második operandus) kiolvasása.

4. A 3. alatti kép operandus összeadása (esetleg dupla szavas műveletek), az eredmény visszaírása a képmemóriába.

5. Mindezt (1-4. pont) valamikor meg kell, hogy előzze az interpolálás (az 1. alatt képzett cím vagy már az interpolált értékre mutat, vagy az 1. alatti koordináta meghatározása után a két szomszédos vetületi értékből kell interpolációval megállapítani az egyik összeadandó operandust).

Software realizációnál egy LSI 11/23 számítógép mindezt körülbelül 50 psec alatt végzi el.

A hardware visszavetítés array-processzorokkal és ún. bit-slice processzorokkal történik.

Ezek a megoldások a következő konzekvenciákkal járnak:

a) Ezen hardware elemek nem kifejezetten a viszszavetítés elvégzésére készültek. Az univerzális jelleg óhatatlanul együtt jár olyan jellemzőkkel, mely aligha optimalizálja az eszközt egy jól körülírható feladat elvégzésére.

b) Ezek a hardware elemek rendkívül drágák. Áruk önmagában felülmúl(hat)ja a központi számítógép árát.

c) Bonyolultabb számítógépekre illesztve képesek csak hatékony működésre. Ez a DEC számítógépek esetén legalább a PDP 11/34 gépet jelenti, de láthatunk példát ennél jóval bonyolultabb számítógépre is (Siemens Somatom DR, PDP 11/44).

d) A visszavetítés végrehajtása lassúbb az általunk alkalmazott rendszerénél (lásd az I. táblázatot, melyben a jelenleg gyártott legkorszerűbb számítógépes tomográfok rekonstrukciós idejét és egyéb időadatait hasonlíthatjuk össze).

Gyártó

Típus

Scan idő

Rekonstrukciós

idő

A min. scan időnél a teljes felvételi idő

:gr

CE 10 000

3,5-14

20-80

23,5

General

CT/T 7800

6-12

90, 120

96

Electric

CT/T 8800

6-12

35

41

Ohio Nuclear Johnson and

A 2020

2-16

30-65

32

lohnson)

’icker

SY 300, 600

1-20

20, 40

21

titachi

CT-W3

3-9

max. 30

28

'nterad-3-12

60 x

63

Toshiba

TCT-60-A

4,5-18

40-120

44,5

Medicor

MEDECT 18

18-45

2

20

max. kiépítésnél 20 scc-re csökkenthető, ,

Az eddigiekből megállapítható, hogy még miniig szerencsésebb a hardware backprojectorok alkalmazása, ahol azonban az eddig elmondott hát"ányok tovább fokozódnak a bonyolult üzemelte‘ési feltételekkel (szerviz, szigorú klíma-előírások, nagy méret stb.). A CT berendezésekben elvégzendő visszavetítés jellegzetesen az a terület, ahol az optimum valahol a célszerű hard/soft arány megvalósításával, az általános és a merev struktúra közötti értelmes kompromisszum útján, vagyis firmware berendezéssel érhető el.

A feladat tehát az, hogy az ismert visszavetítő rendszerek hiányosságait kiküszöböljük egy olyan firmware berendezés megalkotásával, amely a fentiekben leírt visszavetítést digitális pontossággal, hardware sebességgel, software rugalmassággal és gazdaságosan képes elvégezni.

A találmány szerinti megoldás lényege, hogy bemeneti- illetve kimeneti regiszterekkel, valamint címképző logikával rendelkező és a visszavetítéshez szükséges software generálta táblázat adatait befogadó SINTAB-tárat;

a táblázat adataiból az egyes képpontok vetületi címeit logikai úton egymásután előállító és az adattárak címválasztó multiplexereit meghajtó olvasócím-képző egységet;

egy-egy az utóbbihoz csatlakozó címválasztó multiplexerrel, valamint egy adatválasztó multiplexerrel és a címválasztó multiplexerekhez kapcsolt beíró-címképző logikával rendelkező, a visszavetítendő konvoluált, vagy konvoluált és interpolált értékeket befogadó, egy külső konvolverrel való párhuzamos működést biztosító, váltott bufferelésű, valamint párhuzamosan beírható és kiolvashaó két adattárat;

a SINTAB-tár kimeneti regiszteréhez csatlakozó izemmódválasztó flip-flopot;

az utóbbi kimenetéhez, valamint az olvasócímképző egység kimenetéhez csatlakozó és az éppen visszavetítés alatt álló képpont denzitáskorrekcióát engedélyező vagy tiltó címkomparátort;

a denzitáskorrekció tiltásakor a vetületi értéket rérusértékkel helyettesítő zérustárat;

az adatválasztó kimenetéhez csatlakozó és a címkomparátor kimenőjelétől függően engedélyezett vagy tiltott közbenső adattárat;

a rész-visszavetített értékeket tároló képmemóriit;

valamint az utóbbiból éppen kiolvasott érték és

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3