AMD 为 Vitis™ 2022.2 统一软件环境推出首批医疗成像库。客户使用从 1 级构建块到 3 级完整超声波波束形成器设计的一系列可用选项,可加速医疗成像产品的上市进程。我们的软件库、文档和示例设计主要演示如何使用带有 AI 引擎的 Versal™ 器件构建这种设计。任何医疗成像设备制造商都可以选择使用 1 级基本构建块和高级编程语言快速部署其自己的算法。
对于超声设备制造商而言,2 级库可用于使用高级编程语言部署自己的算法,以实现快速上市。我们 2 级库中的工具套件包含关于如何构建自定义高性能波束形成器的所有函数和示例,而 3 级库则可提供一个支持全工作波束形成器的现成应用。后面部分可提供有关各种库级别的更多详情。
Vitis 加速医疗成像库主要用于 3 级库中的新一代 UltraFast™ 成像参考设计示例。此参考设计代表了医学成像的范式转变,我们可以从正常顺序采集到整个平面的并行采集,使用球面或平面波。这可帮助我们的客户在所捕获图像的任何地方创建图像的最佳聚焦,提供超高画质的 3D/4D 图像,并能每秒获得数千张图像。
AMD ACAP 平台,如架构基于 AI 引擎的 AI Core 以及 AI Edge 系列器件,不仅能提供一款运行合成孔径或平面波类算法的波束成形器,能在单个芯片上提供 128 个工作元件和 200 行分辨率,而且还能在从心脏成像到腹部成像,再到小部位成像的任何成像上获得每秒几百帧到几千帧的扫描速率。
Vitis AI 引擎医疗成像库是一系列可配置的元件,可用于通过 Versal AI 引擎开发各种医疗应用。这些开源库主要针对目标 DSP 应用,其中包括超声波束形成、CT 影像重构、使用 2D-FFT 的 MRI 影像重构、MRI 磁体的梯度处理器控制、X 射线输入的采样/数字化数据的图像处理,以及 ECG 等。
当前版本可为完整的参考设计提供各种医疗成像应用的 1 级基本构建块支持,充分满足高级超声波束形成器的构建需求。它包含:
L1 — 最低级抽象(由简单的 BLAS 运算组成)。这些运算是开源 NumPy 库的 C++ 实施。L1 库既支持算术运算,也支持一些向量处理运算。
L2 — 波束形成器的功能单元(可通过组合 L1 库获得)。
L2 级超声波库由 RF 数据波束形成所需的数学组件组成。与 L1 API 相比,这些组件是 AIE 图形,不再是单一的内核。因此,与 L1 级别相比,抽象级别增加了。
L3 — 全波束形成设计
最后一级抽象是一个完整的波束形成器,由 L2 级提供的单元组成。提供有三种类型的波束形成器:合成孔径 (SA)、平面波 (PW) 和 ScanLine。
L3 图是一款 PW 波束形成器的示例算法。