[发明专利]基于图形处理器的乳腺CT图像重建方法

权利要求书

1.一种基于图形处理器的乳腺CT图像重建方法，其特征在于依次包括下述步骤：

（1）数据接收与传输：将由乳腺CT设备的扫描检测装置检测到的模拟信号经模/数转换器转换而成的数字信号经过系统总线传输到系统内存，然后根据数字信号的数据量大小申请显存，并把系统内存中的数字信号传输到图形处理器的显存中；

所述数字信号是在有限角度重建成像方式下获得的信号；

（2）按并行的有限角度重建成像算法，在图形处理器中并行进行数据运算；

定义算子B和C，有限角度重建成像算法中GP迭代的过程为：

B? = T_F? , C? = FT_I F^?1?  ①

?⁰ = ?_k                                        ②

?ⁱ⁺¹ = C?_k + (I-CB) ?ⁱ     ③

其中Fourier空间的已知数据定义为?_k，全部数据表示为?，F 表示Fourier变换，F^?1表示Fourier逆变换，T_I和T_F是图像空间和频率空间的二值函数矩阵，I 是单位矩阵； GP 迭代最终以(1-λ_i)ⁿ 的速度收敛到? ，其中，{λ_i} 是CB的特征值，并且0<λ_i < 1；

在图形处理器中并行进行的数据运算为迭代计算，迭代计算包括下述步骤：（2－1）Fourier变换与逆变换；（2－2）求空域与频域的特征值；（2－3）求算子B、C的特征值；

（3）利用预定条件判定步骤（2）的计算结果是否达到预期目标，如达到预期目标则执行步骤（4），否则重新回到步骤（2）进行迭代计算；

（4）图形处理器将迭代计算的结果传送至系统内存，进行图像后处理。

2.根据权利要求1所述的基于图形处理器的乳腺CT图像重建方法，其特征是： 步骤（1）中，数字信号传输到系统内存后，对系统内存中的数字信号依次进行数据预测、FIR低通滤波后，再根据数字信号的数据量大小申请显存，并把数据通过PCIEx16接口传输到图形处理器的显存中。

3.根据权利要求1所述的基于图形处理器的乳腺CT图像重建方法，其特征是： 步骤（1）中，在系统内存与显存之间进行数据传输之前，通过下述步骤建立CUDA环境：（a）下载并安装CUDA TooKit 和 CUDA SDK；（b）在新建项目中包含必要的CUDA 头文件、库文件与链接库；（c）加载CUDA的nvcc编译器，nvcc 编译器把 CUDA 的图形处理器程序的部分转换成 PTX code，最后变成在图形处理器可以执行的程序；（d）生成后缀名为.cu 的文件。

4.根据权利要求1所述的基于图形处理器的乳腺CT图像重建方法，其特征是：步骤（2－1）具体包括下述步骤：（2－1－1）由图形处理器的流处理器接收数据，也就是说，将图形处理器的显存所接收到的数字信号数据分配到图形处理器的各流处理器中；（2－1－2）一维Fourier变换；（2－1－3）二维Fourier变换；（2－1－4）二维Fourier逆变换；（2－1－5）将计算结果写入共享显存。