基于Intel Ct的并行醫(yī)學(xué)影像處理庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、自上世紀(jì)末,雙核CPU(Central Processing Unit)面世,CPU的競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)移到內(nèi)核數(shù)目的競(jìng)爭(zhēng)上,CPU核數(shù)逐漸變得越來(lái)越多,電腦步入了多核以及眾核時(shí)代。由于并行程序設(shè)計(jì)可以充分利用CPU所有核的性能,使應(yīng)用程序更快的運(yùn)行,所以它成為了最主要的程序設(shè)計(jì)模式。醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)具有:數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)規(guī)整、計(jì)算量大以及多數(shù)計(jì)算符合SIMD(single instrucTiO2,multiple data)模式等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使得醫(yī)學(xué)

2、影像處理非常適合利用多線程和SSE(Streaming SIMD Extensions)優(yōu)化。而且,隨著醫(yī)療儀器的發(fā)展,醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)越來(lái)越大,人們迫切要求提高數(shù)據(jù)的處理速度。
　　 本文主要研究任務(wù)就是通過(guò)并行技術(shù)解決醫(yī)學(xué)影像處理速度的問(wèn)題。本文研究的醫(yī)學(xué)影像處理庫(kù)基于Intel Ct并行開(kāi)發(fā)環(huán)境,通過(guò)Ct編寫并行程序,利用Ct自動(dòng)完成多線程和SSE優(yōu)化,從而達(dá)到提高影像處理速度的目的。本文首先闡述了課題研究背景及相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外

3、發(fā)展動(dòng)態(tài),指出醫(yī)學(xué)影像處理引進(jìn)并行技術(shù)的必然趨勢(shì);其次介紹了Intel Ct開(kāi)發(fā)環(huán)境,包括Ct特點(diǎn),優(yōu)化原理,編碼方法和技巧;然后闡述了醫(yī)學(xué)影像處理庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)該庫(kù)的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行分析;重點(diǎn)討論了各個(gè)算法并行化的方法以及并行后的性能,以計(jì)算模式來(lái)分類,用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明了各種模式并行化的效果;最后舉例展示了該庫(kù)的實(shí)際應(yīng)用。
　　 本文解決了三個(gè)方面的問(wèn)題:第一,本文簡(jiǎn)單介紹了Intel Ct以及在基于Ct編程過(guò)程中總結(jié)的技巧。

4、Intel Ct是Intel公司正在開(kāi)發(fā)的一款并行編程軟件,它面對(duì)最新的多核以及眾核CPU架構(gòu),自動(dòng)完成多線程和SSE優(yōu)化,使程序員輕松地開(kāi)發(fā)出高效的并行程序。第二,開(kāi)發(fā)出并行醫(yī)學(xué)影像處理庫(kù),整理了串行和并行醫(yī)學(xué)影像處理的算法,算法涵蓋了圖像轉(zhuǎn)換,濾波,分割,幾何學(xué),形態(tài)學(xué)和配準(zhǔn)等方面內(nèi)容,重點(diǎn)介紹了并行處理的設(shè)計(jì)思路;第三,通過(guò)各種計(jì)算模式的代碼,用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了各種計(jì)算模式并行的性能,并且證明了Intel Ct提高了代碼性能的透明性