基于生物特征的身份認證是當今社會保障信息安全與人身安全的重要手段,但是傳統(tǒng)表皮指紋模態(tài)單一,防偽能力弱,而通過光學相干層析成像技術（Optical Coherence Tomography,OCT）采集的指尖皮下組織具有很強的唯一性和防偽能力,但是OCT數(shù)據(jù)復雜且吞吐量極大,難以實時處理,這也會影響到后續(xù)的實時三維可視化,不能在完成數(shù)據(jù)采集后,立刻觀察到指尖皮下組織的結構特征。OCT數(shù)據(jù)處理的過程中,如果采用CPU運算,將大大消耗CPU（Central Processing Unit,中央處理器）的資源,降低系統(tǒng)的處理速度。GPU（Graphic Processing Unit,圖形處理器）的出現(xiàn)解決了這一問題,著名的顯卡公司NVIDIA為其主流顯卡產(chǎn)品設計了專門的GPU并行計算工具包,稱之為CUDA（Compute Unified Device Architecture,統(tǒng)一計算架構）,利用CUDA技術,可以控制顯卡內部成百上千個內處理器作為線程處理器去解決密集的數(shù)據(jù)計算問題。本文設計了基于GPU的OCT數(shù)據(jù)處理并行實現(xiàn)代碼,對數(shù)據(jù)處理過程進行加速。為了對OCT采集的數(shù)據(jù)做進一步的分... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 OCT數(shù)據(jù)處理加速研究現(xiàn)狀
        1.2.2 三維可視化研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的組織結構
        1.3.1 主要研究內容
        1.3.2 本文的結構安排
第2章 相關原理及技術介紹
    2.1 OCT技術
        2.1.1 OCT技術簡介
        2.1.2 頻域OCT數(shù)學原理
    2.2 指尖生物特征
        2.2.1 表皮指紋
        2.2.2 真皮指紋
        2.2.3 基于OCT的指尖生物特征采集
    2.3 GPU通用并行計算
        2.3.1 GPU硬件
        2.3.2 GPU計算演進
        2.3.3 并行計算架構CUDA
    2.4 三維體數(shù)據(jù)的可視化
        2.4.1 三維可視化的基本流程
        2.4.2 體繪制和面繪制
        2.4.3 常見的三維可視化算法
    2.5 本章小結
第3章 頻域OCT數(shù)據(jù)處理的并行實現(xiàn)
    3.1 頻域OCT數(shù)據(jù)處理過程
    3.2 頻域OCT數(shù)據(jù)處理算法可并行性分析
    3.3 基于 GPU 加速的頻域 OCT 數(shù)據(jù)處理算法設計
        3.3.1 開發(fā)平臺的搭建
        3.3.2 并行程序整體設計
        3.3.3 主機與GPU的數(shù)據(jù)通信
        3.3.4 數(shù)據(jù)截取的并行化
        3.3.5 減直流的并行化
        3.3.6 插值的并行化
        3.3.7 快速傅里葉變換的并行化
        3.3.8 取模和取對數(shù)的并行化
    3.4 本章小結
第4章 OCT指尖數(shù)據(jù)的實時三維可視化
    4.1 OCT指尖數(shù)據(jù)三維可視化復雜度分析
        4.1.1 OCT體數(shù)據(jù)
        4.1.2 光線投射算法基本流程
        4.1.3 三線性插值
    4.2 基于虛采樣的改進光線投射算法
        4.2.1 虛采樣
        4.2.2 改進光線投射算法具體實現(xiàn)
    4.3 本章小結
第5章 實驗結果及分析
    5.1 OCT數(shù)據(jù)處理時間測試結果
    5.2 不同三維可視化算法繪制結果對比
    5.3 改進光線投射算法繪制幀率測試結果
    5.4 真假指紋實驗
    5.5 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 研究工作總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間參加的科研項目和成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]自動指紋識別技術的發(fā)展及應用[J]. 倪增超,王婧.  科技創(chuàng)新與應用. 2015(32)
[2]GPU在眼科FD-OCT系統(tǒng)實時圖像顯示及數(shù)據(jù)處理中的應用[J]. 劉巧艷,李躍杰,徐秋晶,趙金城,王立偉,高用賀.  中國醫(yī)療器械雜志. 2013(01)
[3]三維紋理映射技術研究[J]. 舒金輝,蔡葵,周群彪.  四川大學學報(自然科學版). 2010(01)
[4]OpenGL和DirectX在技術和應用上的區(qū)別及聯(lián)系[J]. 楊慧.  電腦知識與技術. 2009(24)
[5]基于OpenGL的三維物體紋理貼圖研究[J]. 初苗,田少輝.  科技信息. 2009(04)
[6]計算機圖形學中的方法論[J]. 王增波.  科技信息(科學教研). 2008(19)
[7]形狀可調二次Bezier曲線[J]. 嚴蘭蘭,梁烔豐.  東華理工大學學報(自然科學版). 2008(01)
[8]指紋識別技術的新進展[J]. 田捷,陳新建,張陽陽,楊鑫,何余良,李亮,謝衛(wèi)華,鄭志鵬.  自然科學進展. 2006(04)
[9]醫(yī)學圖像體繪制中的快速三線性插值算法[J]. 諸葛斌,馮煥清,周荷琴.  航天醫(yī)學與醫(yī)學工程. 2003(03)
[10]交互式三維醫(yī)學圖像可視化系統(tǒng)MedVis[J]. 董峰,王曉梅,石教英.  計算機學報. 1998(09)

博士論文
[1]基于手指多模態(tài)生物特征的身份認證關鍵問題研究[D]. 彭加亮.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]掃頻光學相干層析成像方法與系統(tǒng)研究[D]. 吳彤.浙江大學 2011

碩士論文
[1]GPU在FD-OCT系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理及實時圖像顯示中的應用[D]. 劉銳.北京理工大學 2015
[2]基于CUDA的足跡表法可視化研究[D]. 田亮.南京理工大學 2011



本文編號：3156860