基于GPU加速的三維超聲成像系統(tǒng).pdf

1、三維超聲成像是醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的二維超聲成像，圖像顯示更加直觀。但是三維超聲的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于二維超聲，圖像數(shù)據(jù)的體重建和體繪制的計(jì)算量都非常大，嚴(yán)重影響了三維超聲成像系統(tǒng)的速度。圖形處理單元(GPU)的發(fā)展為解決三維超聲成像的速度瓶頸提供了新的途徑。GPU具有強(qiáng)大的并行計(jì)算能力和可編程性，廣泛應(yīng)用于三維數(shù)據(jù)可視化、圖像及信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)的加速處理中。本文將 GPU應(yīng)用于三維超聲成像系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了基于GPU加速的體重建

2、和體渲染，有助于加快成像速度，提高圖像質(zhì)量，降低系統(tǒng)成本。
　　本文實(shí)現(xiàn)的基于GPU加速的體重建算法將坐標(biāo)變換和插值運(yùn)算分別映射成三維紋理的坐標(biāo)計(jì)算和拾取過(guò)程，用GPU的并行插值代替 CPU的串行插值，大大加快了重建速度。并將體重建與后端的體繪制結(jié)合起來(lái)，只對(duì)體重建中的重采樣點(diǎn)進(jìn)行重建，而不是對(duì)所有體數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，避免產(chǎn)生大量冗余數(shù)據(jù)，減少了計(jì)算量。
　　光線投射算法是一種典型的體繪制算法，具有成像效果好，能顯示體數(shù)據(jù)的深層

3、次細(xì)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，但是計(jì)算量非常大，傳統(tǒng)算法中所有的計(jì)算過(guò)程均由CPU完成，速度較慢。本文實(shí)現(xiàn)的基于GPU加速的光線投射算法，將傳統(tǒng)算法中的重采樣、顏色和透明度傳遞和圖像合成轉(zhuǎn)移到GPU中，利用了GPU強(qiáng)大的并行計(jì)算能力，使體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)繪制成為可能。與傳統(tǒng)算法相比，成像速度大大提高，而且通過(guò)將體素的梯度信息作為法向量還能夠?qū)崿F(xiàn)像素級(jí)光照計(jì)算，使圖像看起來(lái)更加平滑連續(xù)，增強(qiáng)了圖像的真實(shí)感。本文實(shí)現(xiàn)的基于GPU加速的光線投射算法還使用了光線提前