[发明专利]基于CUDA架构的GPU加速X光图像重建方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于CUDA架构的GPU加速X光图像重建方法和装置，所述方法通过将获取的X光图像投影数据通过CPU传输至CPU内存中；通过CPU将所述X光图像投影数据分割为多块投影数据区域，且使相邻的投影数据区域存在部分重叠，并将所述多块投影数据区域发送至GPU内存；通过GPU并行核函数加速shift and add算法对每块投影数据区域进行层析重建，得到相应的局部重建图像；将局部重建图像拼接合成为重建图像；通过CUDA架构下的GPU硬件加速实现并行shift and add算法，大幅度提高了运算速度并同时节省了成本，给用户带来了大大的方便。

技术领域

本发明涉及医疗图像处理领域，尤其涉及的是一种基于CUDA架构的GPU加速X光图像重建方法和装置。

背景技术

随着X光设备的不断发展，现有的X射线装置通过球管和平板，在固定SID（X线装置系统标识码系统标识）的情形下，通过线阵球管的一次扫描发射射线，获得多帧X光图像。然后针对多帧X光图像通过shift and add算法重建出断层图像。而现有采用的是传统串行shift and add算法或FPGA硬件加速shift and add算法来进行图像重建，但串行shiftand add算法来进行图像重建的方法耗时过长，而FPGA硬件加速shift and add算法来进行图像重建的方法硬件成本过高。现有的X光图像重建技术中存在因数据量过大导致的算法耗时过长、以及硬件成本过高的问题，给用户带来了大大的不便。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于CUDA架构的GPU加速X光图像重建方法和装置，旨在解决现有的X光图像重建技术中因数据量过大导致的算法耗时过长、以及硬件成本过高的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于CUDA架构的GPU加速X光图像重建方法，其中，包括以下步骤：

A、将获取的X光图像投影数据通过CPU传输至CPU内存中；

B、通过CPU将所述X光图像投影数据分割为多块投影数据区域，且使相邻的投影数据区域存在部分重叠，并将所述多块投影数据区域发送至GPU内存；

C、通过GPU并行核函数加速shift and add算法对每块投影数据区域进行层析重建，得到相应的局部重建图像；

D、将局部重建图像拼接合成为重建图像。

所述的基于CUDA架构的GPU加速X光图像重建方法，其中，在所述步骤A之前还包括：

A10、通过CPU对获得的X光图像投影数据进行预处理，并对线程进行分支预测。

所述的基于CUDA架构的GPU加速X光图像重建方法，其中，所述对获得的X光图像投影数据进行预处理具体包括：

A11、计算层析图像的像素之间的间距；

A12、计算两相邻源点对层析图像同一像素点所发的X射线被探测器平板所接收的位置之间的间距；

A13、计算同一源点对层析图像两相邻像素点所发X射线被探测器平板所接受的位置之间的间距。

所述的基于CUDA架构的GPU加速X光图像重建方法，其中，所述对线程进行分支预测具体包括：

A21、计算重建层析图像中心单个像素点所需源点的个数；

A22、根据层析图像不同位置处像素点所述源点的个数，通过CPU划分出层析图像的中心区域，并去除边缘区域。

所述的基于CUDA架构的GPU加速X光图像重建方法，其中，所述步骤B还包括：