随着电子技术和计算机技术的快速发展,X线成像技术也在不断发展,且应用越来越广泛。目前几乎所有的术前诊断和分析以及很多常规检查都需要使用X光机,其中的直接数字化X线摄影设备(Direct Digital Radiography,DR),由数字化探测器直接将X线信号转化为数字图像,具有成像速度快,图像分辨率高,动态范围大,X线剂量小,设备维护费用低等优点,使得它成为临床诊断中最常用的大型医疗仪器之一,对DR系统的研究也成为生物医学工程中一个热门课题。但是,现有的大部分DR设备,其成像过程需要操控人员手动调节高压发生器的曝光参数和机架的摆位参数,这使得整个成像过程耗时多,拍片效率低,不能很好的满足医院对DR快速成像的要求;且由于噪声、X光源和人体运动等原因,直接从数字探测器上得到的图像往往比较模糊,很多细节信息无法分辨,不能很好的满足临床诊断的要求。为了解决DR系统的上述缺点,本文在DR设备的计算机控制和图像增强两个方面进行了比较深入的研究。为了减少DR设备的成像时间,提高拍片效率,设计并实现了DR的计算机控制系统。主要包括对机架和高压发生器的控制。在机架控制方面,自定义了计算与控制柜的通信协定,用于计算机对机架各部分命令的发送。高压发生器控制方面,采用SedecalSerial ActiveX封装的通信协议完成通信。最后实现了整个系统的一键定位功能,大大提高了DR的工作效率。DR图像增强算法是本文又一重点研究内容。在分析总结高斯-拉普拉斯金字塔多尺度算法的基础上,提出了一种基于人体视觉特性的改进的金字塔算法。该算法在通过多尺度分解后,对得到的边缘图像和平滑图像分别采用非线性变换和直方图均衡的处理方法,不仅较好的增强了图像的细节信息,还提高了图像的整体视觉效果。此外,由于DR图像分辨率高,塔型算法往往耗时很长,为了使算法能应用到实际系统中,还提出了一种基于CUDA的金字塔算法加速运算。该方法在二维可分滤波的基础上,采用GPU的并行运算机制,分别使用一个线程来计算金字塔算法中对图像的分解和重构过程中的每一像素点,大大提高了算法的运算速度。