首页> 中文学位 >基于AVX指令集的螺旋锥束CT图像重建研究
【6h】

基于AVX指令集的螺旋锥束CT图像重建研究

代理获取

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外在该方向的研究现状及分析

1.3 本文的主要研究内容

第二章 螺旋锥束CT图像重建算法及AVX指令集综述

2.1 图像重建的物理基础

2.2 Katsevich算法的重建公式

2.3 Katsevich重建算法的模块划分

2.4 AVX指令集综述

2.5 AVX指令集

2.6 AVX指令集的优点

2.7 AVX指令集在CT图像重建中的应用

2.8 本章小结

第三章 基于AVX指令集的螺旋锥束CT图像重建并行计算优化

3.1 微分求导模块的并行计算优化

3.2 长度加权矫正模块的并行计算优化

3.3 前插值模块的并行计算优化

3.4 希尔伯特变换模块的并行计算优化

3.5 本章小结

第四章 基于AVX指令集的螺旋锥束CT图像重建的设计与实现

4.1 微分求导模块的AVX指令集的设计与实现

4.2 长度加权矫正模块的AVX指令集的设计与实现

4.3 前插值模块的AVX指令集的设计与实现

4.4 基于AVX指令集的希尔伯特变换的设计与实现

4.5 本章小结

第五章 基于AVX指令集的螺旋锥束CT图像重建设计与实现的验证

5.1 基于AVX指令集的微分求导模块的验证

5.2 基于AVX指令集的长度加权矫正模块的验证

5.3 基于AVX指令集的前插值模块的验证

5.4 基于AVX指令集的希尔伯特变换模块的验证

5.5 基于AVX指令集的Katsevich算法的综合验证

5.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢

附录

展开▼

摘要

目前,螺旋锥束CT(Cone-BeamComputedTomography)在医学影像领域内的关注程度越来越高,因为螺旋锥束CT在三维CT图像重建方面具有许多独特的优势。螺旋锥束CT图像重建的精确算法中最具代表性的是Katsevich算法,它可以对重建图像进行精确重建,但是该算法的重建公式复杂,同时该算法所需要的数据量非常大,从而导致了成像速度慢,成为该算法在实际推广应用中的瓶颈之一。
  本文是基于AVX(高级矢量扩展)指令集的C++语言,即在C++语言的基础之上增加了许多AVX指令集的新特性。
  本文的研究内容主要包括以下几个方面:
  1、对Katsevich算法成像中的各个步骤中数据的并行处理进行相关分析,并提出了并行化的设计方案,特别是对算法中的希尔伯特变换模块的并行化采用了FFT与IFFT的方案,在FFT的设计过程中为了数据的并行性,提出了基于混合基的方法和分裂基的方法相结合的方法来实现FFT运算,从而使得希尔伯特变换能够充分发挥AVX指令集的并行性。
  2、通过前面分析所得出的并行化设计方法,对Katsevich重建算法中的相关模块进行基于AVX指令集的设计与实现,特别是在设计与实现希尔伯特变换模块时,对16点的分裂基的FFT,通过优化旋转因子减少了内存的使用。
  3、完成了各个模块的仿真验证:首先通过对各个模块的运算数据的结果与课题事先完成基于C++的重建算法得到的数据进行对比验证;然后对生成的重建图像与基于C++的重建算法生成的图像进行了对比验证,最后对整个基于AVX指令集实现的重建算法进行速度测试。我们的基于AVX指令集的算法通过旋转360度获得的512×512×265的数据来重建一幅512×512的图像所使用的时间为16.4秒,该速度比纯C++实现的算法提高了3倍左右。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号