188200. lajstromszámú szabadalom • Konvolver berendezés
1 188 200 2 visszavetítésre szolgáló hardware elemmel pipe-line módon működhessen (konvelver-visszavetítő rendszer tesztelése). Ekkor input a preprocesszált adat, output a visszavetített kép. Statikus, illetve dinamikus perifériakezelés. Scan előtt- a 3 bemeneti tár második részét 0-val kell statikusan teleírni- az első tárrészt 0-val kell teleírni- Fel kell tölteni a felvételhez kiválasztott szűrővel a 16 szürőtárat.- Várni kell a nyers mérési adatokat Dinamikusan:- Felváltva kell tölteni a preprocesszált adatokkal az első, illetve második tárrészt és visszaolvasni a megkonvoluált adatokat a 30 kimeneti tár első, illetve második részéből (ld. a 3a., illetve 3b ábrákat). , Az általunk készített konvolver specifikációs határai a következők:- bemeneti tár (előfeldolgozott mérési adatok):- 2K x 16bit- szűrőtár (szűrő-együtthatók): 2K x 16bit- kimeneti tár (konvoluált adatok): 2K x 32bit- 256 minta esetén pontos konvolúció, 512 minta esetén 255 elemes környezetre szűkített konvolúció- normális lehetőség (konvoluált érték 3-15 értékkel (aritmetikai right-shift)- belső akkumulátor 35 bites- ez a kapacitás - figyelembe véve a szűrők váltakozó előjelű vagy erősen lecsengő típusát (CT-kben alkalmazott képrekonstrukcióhoz szükséges szűrők ilyenek) - elegendő;- a normálás alkalmazása lehetőséget teremt 16 bitnél hosszabb input feldolgozására is- vetületenkénti konvolúció (alkalmazkodva a visszavetítéa követelményeihez)- software úton generált, üzemmódhoz illeszkedő szűrők felhasználhatósága- interpolátor nélkül az output közvetlenül felhasználható a legközelebbi szomszéd elvén alapuló visszavetítéshez, interpolátorral egybeépítve az interpolált visszavetítéshez- alkalmazható önálló konvolverként vagy megfelelően felépített visszavetítővel egybeépítve annak „előfeldolgozó” elemeként- rugalmasan hosszú mintasorozat megkonvoluálására alkalmassá tehető, bizonyos specifikációs limitek feloldhatóvá tehetők (ld. fenti megjegyzést a normálásról)- a jelen találmány segítségével a MEDICOR tomográf utórekonstrukciós ideje 2 sec nagyságrendű. A találmány szerinti berendezés a következő előnyökkel bír:- A konvolúciót hardware sebességgel végzi, lehetővé téve a más módszerekkel elképzelhetetlen real-time konvolúciót. A nagyságrendek érzékeltetésére a következő adatok világítanak rá: egy általunk használt LSI 11 /23 számítógép két bites 2 ábrázolású számot 25 p sec alatt szoroz össze. A konvolúció definíciós képletéből (2) látható, hogy a konvolúció nem egyéb, mint szorzás, és a részletszorzatok összegzése (az aligha szorul bizonyításra, hogy duplaszarvas aritmetikai műveletekről van szó). Egy részlet sorozatképzése tehát mondjuk 35 p sec. Az általunk alkalmazott konvolver mindezt 200 nsec alatt végzi el (két nagyságrend különbség). Egy a mi számítógépünknél gyorsabb PDP 11/34 számítógépnek az általunk alkalmazott adatstruktúra melletti software konvolúcióra hoszszú percekre van szükség. A találmányban leírt konvolver ezt az adatmennyiséget 11 sec alatt dolgozza fel.- Megtartja a software kínálta rugalmasságot (tetszőleges, software generálta szűrőt alkalmaz, ami akár felvételről felvételre változhat).- Bármilyen számítógép DMA-csatornájára való illesztése nem nagy erőfeszítéssel megoldható.- Közvetlenül csatlakozhat vele pipe-line működésre képes hardware visszavetítő eszközre.- Elvileg nem CT jellegű konvolúciós szűrés elvégzésére is alkalmas eszköz- Nehezen és drágán hozzáférhető eszközt (array-processzor) pótol- Rendkívül gazdaságos megoldás (csak a célfeladat megvalósításához szükséges árat kell megfizetni, ráadásul a központi számítógép is szerényebb konfigurációval bírhat.)- Egyszerű az üzemeltetése (klíma-, méret-, tápegység-, szerviz-, stb. gondok nincsenek). Szabadalmi igénypontok 1. Firmware konvolver berendezés az elsősorban számítógépes tomográfokban alkalmazott szűrt visszavetítési algoritmus diszkrét egydimenziós szűrési fázisának idő- vagy tértartományban való végrehajtására, amely egy mérsékelt teljesítményű előfeldolgozó számítógép DMA csatornájához illeszkedik és tetszőleges számú vetület megkonvoluálására alkalmas, azzal jellemezve, hogy az előfeldolgozó számítógép által szolgáltatott mérési adatokat magába fogadó bemeneti tára (3) két párhuzamosan beírható és kiolvasható részből áll, és két váltott buffer regiszterrel (1, 2), valamint egy tárválasztóval (5) van ellátva; ez utóbbi által kiválasztott tár-rész adatkimenetei ezen a tárválasztón (5) és egy buffer regiszteren -;6) keresztül egy szorzó- és akkumulátor egység (24) egyik bemenetére, valamint előnyösen egy vonalmeghajtón (7) át, az előfeldolgozó számítógép DMA csatornájának bemenő vonalaira csatlakoznak; a szorzó és akkumulátor egység (24) másik bemenete egy másik buffer regiszteren (17) keresztül szűrő-tár (16) kimenetével áll összeköttetésben; valamint előnyösen egy másik vonalmeghajtón (18) keresztül, az említett DMA bemenetre csatlakozik; a szűrőtár (16) adatbemenete egy további buffer regiszter (15) közvetítésével az előfeldolgozó számítógép DMA csatornájának kimenetére csatlakozik; a szorzó- és akkumulátor egység (24) kimenete egyrészt harmadik buffer regiszteren (26) és újabb buffer regisztereken (28, 29) keresztül egy kimeneti tár (30) bemenetére, másrészt egy léptető regiszter (25) bemenetére csatlakozik; a léptető regiszter (25) kimenete össze van buszozva a szorzó és akkumulátor egység (24) kimenetével; 5 10 15 20 25 30 35 40 ‘'■rt 50 55 60 65 8
