[发明专利]一种多级并行的图像重建方法及装置

说明书

本发明公开了一种多级并行的图像重建方法及装置，用以在CT成像系统各排结构有差异，投影数据不完备的情况下，快速重建出高质量的图像。所述方法包括：根据统一圆轨道平行束系统结构参数对本地所有GPU进行初始化；当接收到被检对象有限视角的投影数据时，根据圆轨道平行束系统结构参数将有限视角的投影数据重排为的统一圆轨道平行束投影数据；通过CPU多线程方式将不同排的平行束投影数据分配到处于空闲状态的GPU中，以使空闲GPU通过GPU内部线程级并行方式对所述投影数据进行第一预设处理，以得到被检对象对应的图像；输出所述被检对象对应的图像。采用本发明所提供的方法，能够在数据不完备的情况下，快速重建出高质量的图像。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种多级并行的图像重建方法及装置。

背景技术

CT(Computed Tomography，计算机断层成像)技术是通过对物体进行不同角度的射线投影测量而获取物体横截面信息的成像技术。CT系统不断朝着提高成像速度与质量的方向发展。

然而传统的CT系统采用高速滑环部件来采集获得完备数据，该部件制造维护成本高，导致CT设备价格昂贵，很难大面积推广。新型的直线轨迹扫描方式的CT系统没有旋转部件，结构相对简单，制造维护成本低，扫描速度快，满足特定领域的应用需求。

虽然新型的直线轨迹扫描方式的CT系统克服了传统CT系统设备价格昂贵的缺陷，但是，直线的扫描轨迹不可能无限长，导致这种扫描方式一次只能获得有限视角的扫描数据，对于数据不完备的情况，重建图像质量差；然而采用更适合数据不完备的迭代算法，重建图像质量高，但重建速度又很慢，无法满足实际应用需要。因而，提出一种多级并行的图像重建方法，用以在有限采样视角而导致的数据不完备的情况下，快速重建出高质量的图像，是一亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种多级并行的图像重建方法及装置，用以在CT成像系统各排系统结构有差异，投影数据不完备的情况下，快速重建出高质量的图像。

本发明提供一种多级并行的图像重建方法，包括：

根据预先设置的统一圆轨道平行束系统结构参数对本地所有GPU进行初始化；

当接收到被检对象有限视角的投影数据时，根据所述圆轨道平行束系统结构参数将所述有限视角的投影数据分别重排为有限视角的统一圆轨道平行束投影数据；

通过CPU多线程方式将不同排的平行束投影数据分配到处于空闲状态的GPU中，以使所述空闲GPU通过GPU内部线程级并行方式对所述投影数据进行第一预设处理，以得到所述被检对象对应的图像；

输出所述被检对象对应的图像。

本发明的有益效果在于：对于重排后的单排圆轨迹平行束双能投影采用SART迭代算法结合图像全变分TV最小约束并联合双能CT预处理重建算法进行GPU并行加速重建，从而使重建算法不仅能适用于投影视角小于90度的有限角不完备情况，也适用于采用稀疏探测器形成的稀疏角不完备情况；在此基础上，通过CPU多线程方式将投影数据分配给空闲GPU，当存在多个空闲GPU时，所有空闲GPU都能够对投影数据进行处理，提高了对投影数据的处理速度，通过增加GPU的数量就可以灵活扩展并行加速系统，因而，能够满足各类不同的并行加速需求，同时，GPU内部通过线程级并行方式对投影数据进行处理，进一步提高了处理速度，因而，能够在各排系统结构不一致，数据不完备的情况下，快速重建出高质量的图像。

在一个实施例中，所述对所述投影数据进行第一预设处理，包括：

对所述格式的投影数据通过GPU内线程级并行方式进行SART加TV全变分最小约束的迭代重建，以生成预设格式的重建图像；