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首页> 外文期刊>Canadian journal of electrical and computer engineering >A distributed arithmetic hardware architecture for real-time Hough-transform-based segmentation
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A distributed arithmetic hardware architecture for real-time Hough-transform-based segmentation

机译：用于基于Hough变换的实时分段的分布式算术硬件架构

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Real-time segmentation and tracking of biopsy needles is a very important part of image-guided surgery. Since the needle appears as a straight line in medical images, the Hough transform for straight-line detection is a natural and powerful choice for needle segmentation. However, the transform is computationally expensive and in the standard form is ineffective for real-time segmentation applications. This paper proposes a dedicated hardware architecture for the Hough transform based on distributed arithmetic (DA) principles that results in a real-time implementation. The architecture exploits the inherent parallelism of the Hough transform and reduces the overall computation time. The DA-Hough transform architecture has been implemented using the Xilinx field-programmable gate array (FPGA). For a 256 x 256-bit image, the proposed design takes between 0.1 ms and 1.2 ms to process the Hough transform when the feature points in the image are varied from 2% to 50% of the total image; these values are well within the bounds of real-time operation and thus can facilitate needle segmentation in real time.%La segmentation en temps réel et la localisation d'aiguilles de biopsie sont très importantes dans la chirurgie guidée par image. Puisque l'aiguille apparaît comme une ligne droite dans les images médicales, la transformée de Hough pour la détection des lignes droites est un choix naturel et puissant pour la segmentation d'aiguilles. Cependant, la transformée est computationnellement chère, et dans la forme standard est inefficace pour les applications de segmentation en temps réel. Cet article propose une architecture matérielle dédiée pour la transformée de Hough basée sur les principes de l'arithmétique distribuée (DA) qui a pour résultat une implémentation en temps réel. L'architecture exploite le parallélisme inhérent de la transformée de Hough, et réduit le temps de calcul général. L'architecture DA-transformée de Hough a été appliquée à l'aide d'un réseau de portes programmables (FPGA) Xilinx. Pour un image de 256 X 256 bits, la conception proposée prend 0.1 ms à 1.2 ms pour traiter la transformée de Hough quand les points de caractéristique dans l'image varient de 2% à 50%. Ces valeurs sont bien dans les limites d'opération en temps réel, et ainsi peuvent faciliter la segmentation d'aiguilles en temps réel.
机译：活检针的实时分割和跟踪是图像引导手术的重要组成部分。由于针头在医学图像中显示为直线，因此用于直线检测的霍夫变换是针头分割的自然而有力的选择。但是，该转换在计算上很昂贵，并且标准格式对于实时分段应用无效。本文提出了一种基于分布式算术（DA）原理的Hough变换专用硬件架构，该架构可实现实时实现。该架构利用了Hough变换的固有并行性，并减少了总体计算时间。 DA-Hough转换架构已使用Xilinx现场可编程门阵列（FPGA）实现。对于256 x 256位图像，当图像中的特征点在整个图像的2％到50％之间变化时，建议的设计将在0.1毫秒至1.2毫秒之间处理霍夫变换。这些值完全在实时操作的范围之内，因此可以方便地进行实时针头分割。％La s tempsréelet la localization d'aiguilles de biopsie sonttrès重要的dans la chirurgieguidépar图像。普埃斯奎尔爱国者仪器公司在地中海进行了图像处理，从自然界和普希特人开始对普安塞斯人进行分割和分割。计算技术的进步，进步等方面的标准，以及在日常应用中分割效率低下的标准应用。 Cet的文章提出了将建筑学应用于建筑业的原则，并向建筑业的发展方向提出了建议。该架构利用了Hough的并行转换以及临时的计算临时协议。架构H.a.A.D.a.D.的DA转换架构可编程FPGA（Xilinx）。倒入256 X 256位图像，建议以0.1 ms到1.2 ms的间隔倒入图像变形特征的2％到50％的特征。临时限制人身保护权和临时保护权的分割。

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