基于GP U的自由式核回歸三維超聲重建算法研究與實現(xiàn).pdf

1、影像引導(dǎo)技術(shù)在實際醫(yī)療工作中被廣泛使用著，而超聲技術(shù)相比于其他成像技術(shù)有著非侵入式、非電離、便攜式、低成本等各種優(yōu)點，所以二維超聲技術(shù)是目前被使用最多的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，然而二維圖形卻有著無法提供器官和組織完整數(shù)據(jù)的不足，三維超聲技術(shù)便顯得非常有意義。中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院中的醫(yī)工所對三維超聲重建有著不少的研究，該所基于非參數(shù)估計方法所實現(xiàn)的自由式核回歸三維超聲重建算法有著重建圖形質(zhì)量高的優(yōu)點，相比于其他三維超聲重建算法，自由式核回歸

2、三維超聲算法能夠有效的抑制散斑噪聲同時保留圖形邊界，然而由于其過高的時間復(fù)雜度，也有著嚴(yán)重的運算時間過長的缺點。為了讓該算法能夠更好的投入實際應(yīng)用中，算法的加速處理顯得很有必要，這也是本文的主要目的。
　　在進過多次其他嘗試后，考慮到核回歸超聲重建算法自身計算點在運算時的獨立性，該算法非常適合并行處理，本文決定使用CUDA編程技術(shù)來對核回歸超聲重建算法進行GPU加速處理，文章核心就是核回歸算法本身和CUDA編程相結(jié)合，最后得到一個

3、基于GPU的自由式核回歸三維超聲重建算法，目的在于極大的提升核回歸超聲重建算法在實際工作時的運算速度，讓其能夠更好的投入使用。為了驗證算法實現(xiàn)是否成功，文章中會設(shè)計多組超聲數(shù)據(jù)來進行三維重建操作，用來對比CPU版本的核回歸算法與GPU版本的核回歸算法之間的運算時間差別。最后，為了進一步的了解核回歸算法的參數(shù)選取對實際重建效果的影響，本文將利用均方根誤差方法來最后評估不同大小的函數(shù)帶寬對重建質(zhì)量的影響效果，同時，根據(jù)前面使用的超聲圖像數(shù)據(jù)

4、，在選取不同大小的運算參數(shù)來進過多次三維超聲重建后，會得到不同參數(shù)的重建速度，用于探討不同的參數(shù)對重建速度的影響力度，以求得到合適的參數(shù)來獲取最好的重建效果。
　　本文主要成果分為兩個部分：一個是實現(xiàn)了對核回歸算法的GPU加速處理，而且速度提升明顯，相比之前的CPU版本的核回歸重建算法，平均提升速度有80倍之多；另一個則是通過一系列的實驗得知了如何選擇核回歸算法的運算參數(shù)來達(dá)到最好的重建效果。在實際實現(xiàn)算法的過程中，由于CUDA編