本文關(guān)鍵詞：基于GPU的合成孔徑聚焦超聲成像算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲成像是比較常用的檢測方式,識別和測量在不同器件中的缺陷,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療和工業(yè)無損檢測等領(lǐng)域。利用傳統(tǒng)的超聲成像技術(shù)得到的空間分辨率有限,將會對缺陷的準確判斷和評估帶來困難。為了更好的獲得成像質(zhì)量,引入了合成孔徑超聲成像的方法。基于合成孔徑超聲成像的方法一般分為兩個階段：(1)激勵和采集階段,超聲信號的發(fā)射和回波信號的存儲(2)波束形成階段,通過對接收到的回波信號的處理,來獲取超聲圖像的像素。雖然合成孔徑超聲成像改善了成像質(zhì)量,同時它也增加了計算量,一般的硬件平臺很難實現(xiàn)實時成像。針對合成孔徑超聲成像重建算法計算量大和實時性差等問題。文本采用了一種基于CUDA架構(gòu)的GPU并行處理的方式,來提高成像的速率,詳細分析了合成孔徑超聲成像算法中的并行性,包括解析信號的并行、超聲重建算法中的并行和圖像后處理的并行,圖形處理單元(GPU)的使用可以大大降低波束形成階段的計算時問,具體包括回波信號預(yù)處理、波束控制、延遲疊加、包絡(luò)檢波、動態(tài)壓縮和濾波降噪等。本文工作主要研究在波束形成階段的超聲成像并行和基于CUDA架構(gòu)的GPU技術(shù)的應(yīng)用。在相同的實驗環(huán)境中,通過采集標準B型試塊中的缺陷數(shù)據(jù)來進行超聲重建,使用CPU+GPU異構(gòu)模型進行并行加速,相對于使用單線程重建高出約200的加速比。用更好的CPU與GPU和更合理的資源分配將進一步的提高成像速率。
【關(guān)鍵詞】：相控陣超聲 并行計算 波束形成 SAFT GPU
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TB559
【目錄】：

• 摘要6-7
• abstract7-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析11-15
• 1.2.1 合成孔徑聚焦成像的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 GPU用于通用計算的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 GPU在超聲成像中的應(yīng)用14-15
• 1.3 本文內(nèi)容安排15-16
• 第2章 超聲成像原理16-29
• 2.1 波束形成16-17
• 2.2 波束控制17-21
• 2.2.1 動態(tài)孔徑18-20
• 2.2.2 幅度變跡20-21
• 2.2.3 動態(tài)聚焦21
• 2.4 合成孔徑成像21-28
• 2.4.1 單陣元合成孔徑成像21-24
• 2.4.2 多陣元合成孔徑成像24-26
• 2.4.3 合成聚焦成像26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于CUDA架構(gòu)的GPU并行計算技術(shù)29-37
• 3.1 并行處理技術(shù)29-31
• 3.1.1 多核多線程29-30
• 3.1.2 分布式并行30
• 3.1.3 CPU與GPU異構(gòu)并行30-31
• 3.2 CUDA的編程和執(zhí)行模型31-36
• 3.2.1 CUDA的編程方法33-34
• 3.2.2 CUDA線程層次結(jié)構(gòu)34-35
• 3.2.3 CUDA存儲器模型35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第4章 超聲成像系統(tǒng)中的并行分析37-44
• 4.1 超聲成像系統(tǒng)37-39
• 4.1.1 回波信號預(yù)處理37-38
• 4.1.2 包絡(luò)檢波38
• 4.1.3 動態(tài)范圍壓縮38-39
• 4.1.4 濾波降噪39
• 4.2 合成孔徑成像算法并行分析39-43
• 4.2.1 解析信號中的并行分析39-40
• 4.2.2 超聲重建算法中的并行分析40-42
• 4.2.3 圖像后處理的并行分析42-43
• 4.2.4 圖像顯示43
• 4.3 本章小結(jié)43-44
• 第5章 實驗結(jié)果分析44-51
• 5.1 Multi2000系統(tǒng)44-46
• 5.2 結(jié)果分析46-50
• 5.2.1 合成孔徑超聲成像46-48
• 5.2.2 基于GPU并行加速48-50
• 5.3 本章小結(jié)50-51
• 總結(jié)與展望51-53
• 總結(jié)51-52
• 展望52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻54-62
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文及成果62

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