基于GPU方法的超声弹性成像方法研究

发布时间：2017-06-28 18:06

  本文关键词：基于GPU方法的超声弹性成像方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物组织的运动／位移估计和应变估计在超声弹性成像中扮演着举足轻重的角色,这使它们成为弹性成像中的研究热点。当前为了进行位移估计,研究人员提出了互相关方法和相位零搜索方法,还提出了SG-I低通差分滤波器来进行应变估计。然而这两种成像方法的计算性能不够高,满足不了实时性和临床应用的要求。针对该问题,本文借鉴并行化思想对互相关技术和相位零搜索的弹性成像方法进行加速,提出了采用Jacket在GPU上对算法进行并行化。首先,对这两种弹性成像技术的细节、特点和流程进行分析,得出这两种算法的计算密集型部分并行化的可能性。然后,通过GPU开发工具Jacket,对两种算法的计算密集型部分进行并行化。通过仿真人体组织压缩前后的RF (Radio Frequency,射频)信号数据对基于GPU方法的两种弹性成像技术进行实验测试。实验结果表明,基于GPU的方法可以大幅度的提高算法的执行效率。在计算单帧信号的情况下,基于互相关的方法最高可以达到360倍的加速比,而基于相位零搜索的弹性成像方法的加速比可以达到5x。
【关键词】：弹性成像 位移估计 应变估计 并行处理 Jacket
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.41;TP338.6
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 第1章 绪论7-14
• 1.1 课题背景7-9
• 1.2 研究现状9-10
• 1.2.1 弹性成像技术9
• 1.2.2 算法和理论研究9-10
• 1.2.3 实用化系统和临床应用10
• 1.3 GPU技术10-12
• 1.3.1 GPU简介11-12
• 1.3.2 Jacket技术12
• 1.4 研究内容及章节安排12-14
• 第2章 超声弹性成像技术14-28
• 2.1 引言14-15
• 2.2 弹性成像的物理背景15-17
• 2.3 超声弹性成像技术分类17-19
• 2.3.1 静态/准静态超声弹性成像技术17
• 2.3.2 血管弹性成像技术17-18
• 2.3.3 瞬时弹性成像技术18
• 2.3.4 声辐射力脉冲成像技术18-19
• 2.4 准静态超声弹性成像19-27
• 2.4.1 信号的相关函数20-21
• 2.4.2 基于归一化互相关的位移估计算法21-25
• 2.4.3 基于动态规划的位移估计25-26
• 2.4.4 应变估计26-27
• 2.4.5 准静态超声弹性成像的应用27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 基于互相关方法的弹性成像GPU并行化计算28-37
• 3.1 引言28-29
• 3.2 回波线内并行化的位移估计29-30
• 3.3 完全并行化的位移估计30-32
• 3.4 实验结果与讨论32-36
• 3.4.1 CPU串行与GPU并行对比测试34-35
• 3.4.2 回波线内并行化实验35
• 3.4.3 完全并行化实验35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 基于互相关方法的轴向引导弹性成像GPU并行化计算37-43
• 4.1 基于轴向引导追踪的位移估计37
• 4.2 基于轴向引导位移估计GPU并行化计算37-39
• 4.3 应变估计的并行化39-41
• 4.3.1 直接差分方式应变估计的并行化39-40
• 4.3.2 SG-I滤波器进行应变估计的并行化40-41
• 4.4 实验结果与讨论41-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第5章 基于相位零搜索的弹性成像GPU并行化计算43-49
• 5.1 基于相位零搜索的弹性成像43-45
• 5.1.1 基本零相位理论43
• 5.1.2 相位零改进算法43-45
• 5.2 基于相位零搜索的弹性成像GPU并行化计算45-46
• 5.2.1 预处理的并行实现45
• 5.2.2 位移估计的并行实现45-46
• 5.3 实验结果与讨论46-48
• 5.4 本章小结48-49
• 第6章 总结与展望49-51
• 6.1 总结49
• 6.2 展望49-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-56
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张霞;何兴无;;CUDA平台下的超声弹性成像并行处理算法[J];计算机与数字工程;2012年09期

2 胡向东;何文;;超声弹性成像技术临床应用现状[J];中华临床医师杂志(电子版);2010年12期

3 崔少国;彭彩碧;胡明;刘向阳;;基于先验估计和相关相位的实时超声弹性成像[J];中国生物医学工程学报;2011年04期

  本文关键词：基于GPU方法的超声弹性成像方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：494775