1、CT技術在臨床醫(yī)學上的應用是20世紀醫(yī)療技術進步的重要標志。錐束CT具有掃描速度快、分辨率各向同性、射線利用率高等優(yōu)點,在醫(yī)學診斷和工業(yè)無損檢測等領域有著廣闊的應用前景,成為當今國際CT研究領域中最為活躍的前沿課題。然而錐束CT三維圖像重建的運算量和數據傳輸量巨大,重建時間較長,只利用CPU進行計算的方案已經不能滿足現代臨床和工程應用的要求。因此,研究如何提高錐束CT重建算法的運算速度并找到合適的解決方案具有重要的學術價值和應用研究價值

2、。
　　 目前圖形處理器(GPU)已經具有高度的大規(guī)模并行計算能力,并且具有良好的可編程性。因此根據FDK三維圖像重建算法可并行的特點,研究了一種利用GPU統(tǒng)一并行計算架構(CUDA)加速圖像重建過程的方法。論文的創(chuàng)新點在于:一是提出了一種并行FFT計算在GPU上的實現方法以加快重建算法中數據濾波的速度;二是利用CUDA技術在GPU上實現了FDK算法的加速計算,并根據GPU硬件和存儲器特點,提出了優(yōu)化方法。
　　 本文首

3、先介紹CT成像的物理和數學基礎理論,對平行束投影重建算法進行分析和總結;其次,對二維扇束CT重建算法基礎知識進行了概括,然后重點分析三維錐束CT圖像重建算法,研究FDK及其衍生算法在計算上的特點;第三,快速傅里葉變換(FFT)是實現濾波的一個有力工具,本文研究了一種新型的適合GPU運算的FFT并行計算方法,并通過CUDA架構實現此并行FFT算法在GPU上的運算。實驗結果顯示本文的并行FFT方法最高可達到了46倍的加速效果:第四,本文分析

4、了FDK三維重建算法并行計算原理,研究運用GPU技術加速FDK算法,在FDK算法的加權預處理,濾波和反投影三個階段,分別設計了適合CUDA的并行計算方法。同時,根據GPU存儲器特點,使用多種存儲器,優(yōu)化數據傳輸和訪問,實現了CPU和GPU協調合作。實驗結果表明,該GPU圖像重建加速方法與CPU單獨重建相比獲得了150倍以上的加速效果,并且兩者的圖像質量接近,平均誤差小于10-4。
　　 CUDA的推出,使得GPU具有更好的可編程