[发明专利]一种三维超声渲染成像方法及装置

说明书

本发明涉及超声成像技术领域，公开了一种三维超声渲染成像方法，包括以下步骤：将待处理的体数据分解为三个维度的分数据，同一体数据的三个分数据等间隔存储于全局内存中；采用同步线程束从所述全局内存中并发读取同一体数据的三个分数据，并写入共享内存中；从共享内存中读取所述体数据并进行数据运算，得到三维超声渲染成像数据；运算完后采用同步线程束将所述体数据写回所述全局内存中。本发明具有体数据存取效率快，渲染成像实时性好的技术效果。

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，具体涉及一种三维超声渲染成像方法及装置。

背景技术

针对传统二维超声成像技术的不足，近几年发展起来的三维超声成像技术逐渐成为一种主流的超声检查方法，已经广泛地应用于临床检查和辅助诊断中。三维超声成像技术又可以分为静态三维成像和实时三维成像两大类。与二维超声成像相比，静态三维超声成像技术不仅具有其全部功能和优势，而且还具有检查胎盘、羊水和脐带变化等二维超声成像无法实现的功能。实时三维超声成像技术是在静态三维超声成像上多加了一维时间，用整体显像法重建感兴趣区域实时活动的三维图像。因此，实时三维超声成像又被称为“四维”超声。与传统静态三维图像相比，实时三维超声成像显示的立体图像效果更加清晰、真实，而且延时性很低。因此在胎儿颜面部畸形、胆囊血管、小器官及膀胱等含液性器官的诊断效果相比于传统三维超声技术具有明显的优势。但是实时三维超声成像算法的数据量大，计算过程复杂，成像速度很慢，又由于“实时性”需要很低的计算延迟，严重影响了实时三维超声成像的使用体验。

目前主流技术都是使用GPU来处理。例如，在三维超声成像的渲染算法中，将光线采样这一高度并行的过程交给GPU来处理；将体数据绑定在CUDA的纹理内存中。

纹理内存是只读的，支持一维、二维和三维数组的存储形式，同时拥有缓存机制加快数据访问，因此不需要严格的对齐访问限制也能获得较高的带宽，且在数据量不是很大的随机访问情况下，效率也很高，最重要的是纹理内存拥有硬件级的插值滤波和类型转换功能，可以加快对采样点的三次线性插值以及灰度到RGBA的映射。但是当体绘制算法需要大量精细计算以获得更为清晰的高质量图像时，需要加大对体数据的采样频率，当采样频率过高，即对纹理内存的访问过于频繁时，纹理内存的效率会迅速下降，导致三维渲染过程的耗时急剧增加，影响“四维”超声的实时性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种三维超声渲染成像方法及装置，解决现有技术中体数据采样频率过高时，存取效率慢，导致数据实时性差的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种三维超声渲染成像方法，包括以下步骤：

将待处理的体数据分解为三个维度的分数据，同一体数据的三个分数据等间隔存储于全局内存中；

采用同步线程束从所述全局内存中并发读取同一体数据的三个分数据，并写入共享内存中；

从共享内存中读取所述体数据并进行数据运算，得到三维超声渲染成像数据；

运算完后采用同步线程束将所述体数据写回所述全局内存中。

本发明还提供一种三维超声渲染成像装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述三维超声渲染成像方法。

本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述三维超声渲染成像方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明将体数据的三个位数的分数据等间隔存储于全局内存筒，通过同步线程并发采集同一体数据的三个分数据，并存储至共享内存，从而将全局内存中的非对齐访问转换为对对齐访问，通过对共享内存的访问获取体数据进行运算实现超声渲染成像，成像完成后再将体数据写回至全局内存。由于共享内存为高度内存，因此即使体数据的采样频率很高，共享内存也可提供较高的读写速度，从而提高成像质量和成像速度。