基于集群系統(tǒng)的三維圖像重構(gòu)并行技術(shù)實現(xiàn)研究.pdf

1、計算機斷層技術(shù)(Computer Tomography 簡稱CT技術(shù))的出現(xiàn)極大地促進了無損檢測技術(shù)的發(fā)展。X射線技術(shù)迅速發(fā)展目的在于不斷提高圖像信息的準(zhǔn)確性和清晰度，但是，僅從二維切片圖像難以對一個真實的三維組織進行準(zhǔn)確地再現(xiàn)，從而產(chǎn)生了CT三維圖像重構(gòu)技術(shù)的出現(xiàn)。CT圖像三維重建在提高醫(yī)療診斷水平、手術(shù)規(guī)劃與模擬、解剖學(xué)教育和醫(yī)學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用，另一方面，三維圖像重構(gòu)所面臨的一個重要問題是所需處理的數(shù)據(jù)量巨大，一般都是基于一些

2、專用的圖形工作站或價格昂貴的服務(wù)器，而使用微機來進行三維重建其速度又難以達到醫(yī)學(xué)的要求。因此，采用更好的性能且價格低廉的高性能計算機和更好的三維重建算法，對提高處理圖像速度變得十分重要。為此，本文的目的就是建立一個價格低廉但又擁有和服務(wù)器同等甚至性能更高的并行計算機，同時提出一種新的三維圖像重構(gòu)的加速算法。為了讓新的方法有一個好的平臺和運行環(huán)境，本文首先提出了一種新的基于LINUX編程模式下搭建一個中大規(guī)模集群系統(tǒng)的方法。該方法最大的特

3、點就是系統(tǒng)可靠且穩(wěn)定、節(jié)點的故障恢復(fù)時間更短和節(jié)點機的管理統(tǒng)一。在節(jié)點數(shù)、目很大時使用該方法優(yōu)勢更為明顯。在并行集群環(huán)境建立之后，本文分析這種集群系統(tǒng)的特點并針對這些特點提出了一系列的集群配置和管理的優(yōu)化方法，并證明了對于一個指定的集群系統(tǒng)，每個任務(wù)完成所需的最優(yōu)節(jié)點機數(shù)目是唯一確定的。本文最后，利用體繪制重構(gòu)算法(Shear-Warp算法)的思想，運用集群系統(tǒng)和基于MPI的并行編程方法提出并實現(xiàn)了用于醫(yī)學(xué)三維圖像重構(gòu)的一種新的并行算法