Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P11

Trong sự sắp xếp của dây chuyền lắp ráp, tất cả các công đoạn đều bận tại tất cả các thời điểm. Thời gian để điền đầy một dây chuyền, với dây chuyền này rỗng ban đầu, được gọi là thời gian tiềm tàng. Thông thường, thời gian tiềm tàng tăng lên nếu các công đoạn nhỏ đi. Tất nhiên, thời gian trễ cho mỗi ngăn thì quan trọng hơn thời gian tiềm tàng. Hầu hết các nhà sản xuất đều cố gắng giảm thòi gian trễ mỗi ngăn và tăng thời gian tiềm tàng. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P11 Trong sự sắp xếp của dây chuyền lắp ráp, tất cả các công đoạn đều bận tạitất cả các thời điểm. Thời gian đ ể điền đầy một dây chuyền, với dây chuyềnnày rỗng ban đầu, được gọi là thời gian tiềm tàng . Thông thường, thời giantiềm tàng tăng lên nếu các công đoạn nhỏ đi. Tất nhiên, thời gian trễ cho mỗingăn thì quan trọng hơn thời gian tiềm tàng. Hầu hết các nhà sản xuất đều cốgắng giảm thòi gian trễ mỗi ngăn và tăng th ời gian tiềm tàng. Dạng xử lý nàyđược gọi là xử lý đồng thời, nếu tất cả các ngăn (hoặc các phần tử xử lý) đềubận đồng thời. Để lọc một ảnh 512  512 điểm dùng một bộ lọc 2  2 IIR trênmá y IBM 486 -25 MHz đòi hỏi thời gian vào kho ảng một phút. H.T. Kungnh ận thấy rằng phần lớn các vấn đề xử lý tín hiệu có thể xem xét d ưới dạngcấu trúc pipeline trong đó các ngăn là các ph ần tử. Các kiểu cấu trúc này gọi làcấu trúc tâm thu của H.T. Kung. Từ tâm thu (systolic) có nghĩa là một sự thuvề. Trong hệ thống sinh vật, nó biểu diễn cho sự quay trở về tim của máu.Trong một hệ thống điện, xung nhịp truyền tín hiệu được đưa từ một phần tửxử lý n ày đến một phần tử tiếp theo một cách nhịp nhàng, như chúng ta th ấy ởph ần sau đây.16.4 Thực hiện tâm thu các bộ lọc FIR Để giải thích hoạt động của thực hiện tâm thu chúng ta bắt đầu với bộ lọc 2 2 FIR. Biểu thức truy hồi biểu diễn quan hệ giữa tín hiệu đầu ra và đ ầu vàođược cho bởi 2 2 y(n, m)    aij x(n  i, m  j ) (16.20) i  0 j 0 Biểu thức (16.20) có thể viết lại theo: 2 2 2y( n, mx)   a0 j x (n, m  j )   aij x( n  1, m  j )   a2 j x( n  2, m  j ) (16.21) j 0 j 0 j 0  y1 ( n, m)  y2 ( n  1, m)  y3 ( n  2, m)Ở đây y1 (n, m)  a00 x (n, m)  a 01 x (n, m  1)  a 02 x(n, m  2) (16.22) (16.23) y2 (n  1, m)  a10 x (n  1, m)  a11 x (n  1, m  1)  a12 x (n  1, m  2) y3 (n  2, m)  a 20 x(n  2, m)  a 21 x(n  2, m  1) (16.24)  a 22 x(n  2, m  1) Mỗi biểu thức trên chỉ xử lý một dòng ngang trên ảnh. y1(n,m) cho dòng thứn, y2(n-1,m) cho dòng n -1 và y3(n-2,m) cho dòng n-2 . Mặc dù vậy mỗi phầntử đều có thể thực hiện một cách độc lập, và bộ lọc có thể xây dựng từ ba phầntử thực hiện dùng các dây trễ. Trong công nghiệp, một số công ty đã sản xuấtcác chip thực hiện các bộ lọc FIR một hay hai chiều ví dụ như Zoran sản xuấtbộ vi xử lý lọc số vào năm 1980 với tốc độ 25 MHz. 422 Biểu thức cho y1(n,m) có thể thực hiện, chẳng hạn, bằng cấu trúc trong hình16.8a. Cấu trúc của một phần tử xử lý được cho trong hình 16.8b. Các chốtmaster-slave trong mỗi phần tử đ ược xoá trước khi bắt đầu tất cả các dòngquét. Dữ liệu mỗi điểm được đưa vào mỗi lần, và đưa đến cho tất cả các phầntử xử lý. Giả thiết rằng d ãy tín hiệu đầu vào là x00, x01, x02, …, x0M, x011, x12, …, .v.v.(M là kích thước hàng tính theo điểm trong tín hiệu hai chiều), hoạt động củamạch điện theo các bước sau: Xung nhịp 1: y1  a 00 x00 y / 1  a 01 x 00 y1 / /  a 02 x00 Xung nhịp 2: y1  a 00 x01  y1/  a 00 x01  a 01 x00 y / 1  a 01 x 01  y1/ /  a 01 x 01  a 02 x 00 y // 1  a 02 x 01 Xung nhịp 3: y1  a 00 x 02  y /  a 00 x 02  a 01 x01  a 02 x 00 y / 1  a 01 x02  y1 / /  a 01 x 02  a 02 x 01 y1/ /  a 00 x02 . . . ...v.v... 423 H ình 16.8 (a) Thực hiện y1(n,m); (b) Phần tử xử lý (PE). Bảng 16.2 giới thiệu kết quả của phép nhân tích luỹ trong mỗi PE sau mỗichu kỳ xung nhịp. Như đ ã nói ở phần trư ớc, mạch điện của hình 16.8a thoảmãn biểu thức (16.22). Các mạch điện tương tự có thể tìm thấy cho y2(n-1,m)và y2(n -2,m). Kết quả thực hiện bộ lọc FIR cho trong hình 16.9. Sau xung nhịpM, ở đây M là chiều rộng ảnh tính theo điểm, SR1 sẽ được lưu trong hàng đầutiên: x0M, x0M-1, …, x00. Tại xung nhịp M+1, x00 được truyền đến h àng th ứ haicủa các P E, và x10 đến hàng đầu tiên. Quá trình xử lý diễn ra tiếp tục nh ư sau: Xung nhịp M+1: y2  a10 x 00 y2 /  ...