基于集群系統(tǒng)的三維圖像重構(gòu)并行技術(shù)實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)斷層技術(shù)(Computer Tomography 簡(jiǎn)稱CT技術(shù))的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。X射線技術(shù)迅速發(fā)展目的在于不斷提高圖像信息的準(zhǔn)確性和清晰度，但是，僅從二維切片圖像難以對(duì)一個(gè)真實(shí)的三維組織進(jìn)行準(zhǔn)確地再現(xiàn)，從而產(chǎn)生了CT三維圖像重構(gòu)技術(shù)的出現(xiàn)。CT圖像三維重建在提高醫(yī)療診斷水平、手術(shù)規(guī)劃與模擬、解剖學(xué)教育和醫(yī)學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用，另一方面，三維圖像重構(gòu)所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題是所需處理的數(shù)據(jù)量巨大，一般都是基于一些

2、專用的圖形工作站或價(jià)格昂貴的服務(wù)器，而使用微機(jī)來(lái)進(jìn)行三維重建其速度又難以達(dá)到醫(yī)學(xué)的要求。因此，采用更好的性能且價(jià)格低廉的高性能計(jì)算機(jī)和更好的三維重建算法，對(duì)提高處理圖像速度變得十分重要。為此，本文的目的就是建立一個(gè)價(jià)格低廉但又擁有和服務(wù)器同等甚至性能更高的并行計(jì)算機(jī)，同時(shí)提出一種新的三維圖像重構(gòu)的加速算法。為了讓新的方法有一個(gè)好的平臺(tái)和運(yùn)行環(huán)境，本文首先提出了一種新的基于LINUX編程模式下搭建一個(gè)中大規(guī)模集群系統(tǒng)的方法。該方法最大的特

3、點(diǎn)就是系統(tǒng)可靠且穩(wěn)定、節(jié)點(diǎn)的故障恢復(fù)時(shí)間更短和節(jié)點(diǎn)機(jī)的管理統(tǒng)一。在節(jié)點(diǎn)數(shù)、目很大時(shí)使用該方法優(yōu)勢(shì)更為明顯。在并行集群環(huán)境建立之后，本文分析這種集群系統(tǒng)的特點(diǎn)并針對(duì)這些特點(diǎn)提出了一系列的集群配置和管理的優(yōu)化方法，并證明了對(duì)于一個(gè)指定的集群系統(tǒng)，每個(gè)任務(wù)完成所需的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)機(jī)數(shù)目是唯一確定的。本文最后，利用體繪制重構(gòu)算法(Shear-Warp算法)的思想，運(yùn)用集群系統(tǒng)和基于MPI的并行編程方法提出并實(shí)現(xiàn)了用于醫(yī)學(xué)三維圖像重構(gòu)的一種新的并行算法