基于近似計(jì)算的斷層圖三維迭代重建與圖像特征檢測的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，基于斷層圖的三維重建技術(shù)在醫(yī)療、工業(yè)、化工等領(lǐng)域起到愈加關(guān)鍵的作用，尤其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的CT技術(shù)在疾病診斷領(lǐng)域推動了診斷學(xué)的發(fā)展。而人們在享受CT醫(yī)療檢測技術(shù)所帶來便捷準(zhǔn)確的同時，也越來越擔(dān)心檢測過程中輻射的危害，因此低輻射劑量的三維重建技術(shù)愈加受到關(guān)注，其中，基于模型的迭代重建運(yùn)算對降低輻射的效果最為顯著。該技術(shù)可以在保證重建質(zhì)量前提下大幅度減少輻射劑量的需求，并具有抑制噪聲的明顯優(yōu)勢。但是，緩慢的重建速度制約了迭代重建

2、技術(shù)的廣泛應(yīng)用，因此如何提高低劑量三維迭代算法的重建速度已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。同時，隨著斷層圖三維重建技術(shù)的應(yīng)用普及，計(jì)算機(jī)輔助檢測技術(shù)由于能夠?qū)θS重建的圖像進(jìn)行特征檢測，也成為研究的熱點(diǎn)。針對基于模型的迭代重建算法對噪聲的抗干擾性與迭代過程的運(yùn)算容錯機(jī)制，本文利用近似計(jì)算方式在保證重建質(zhì)量的前提下優(yōu)化算法結(jié)構(gòu)、提高運(yùn)算速度。本文主要從三維迭代重建、檢測系統(tǒng)的優(yōu)化與加速兩個方面展開研究，具體完成了以下四個方面的工作:
　　

3、(1)研究了基于模型迭代重建算法的運(yùn)算方式。在對物理采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出利用近似計(jì)算方式打破重建算法關(guān)聯(lián)性的方法，并在該方法下提出了基于模型迭代重建多體素更新算法，在切片間實(shí)現(xiàn)多體素并行更新，在通用計(jì)算機(jī)中提高了重建速度。
　　(2)研究并設(shè)計(jì)了基于模型的迭代重建算法加速器。該加速器利用近似計(jì)算的方式，分析并克服系統(tǒng)傳輸瓶頸來高效的實(shí)現(xiàn)算法。加速器分為兩個層次的流水線結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行參數(shù)配置來匹配不同數(shù)據(jù)特征進(jìn)行運(yùn)算，

4、提高了運(yùn)算效率。經(jīng)驗(yàn)證，該加速器相對于多線程軟件可以獲得較大加速。
　　(3)研究了基于Haar級聯(lián)檢測算法及Haar特征訓(xùn)練過程，提出了基于Haar特征的級聯(lián)計(jì)算機(jī)輔助檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)的Haar級聯(lián)特征庫可以配置從而檢測不同的特征。系統(tǒng)采用固定特征與緩存載入特征結(jié)合的判斷方式改善了深度流水線的負(fù)面影響，并綜合建?？紤]硬件資源消耗，以并行計(jì)算的方式優(yōu)化并實(shí)現(xiàn)了特征計(jì)算。
　　(4)研究了基于邊緣方向圖的彩色插值算法，提出了利用