本文關(guān)鍵詞：基于GPU的數(shù)據(jù)取證系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中北大學(xué)》 2016年

基于CUDA的快速三維超聲成像研究

劉俞辰  

【摘要】：在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域,三維超聲成像能夠直觀地顯示物體的特征,方便醫(yī)生對(duì)病情進(jìn)行診斷。但三維超聲成像是對(duì)整個(gè)三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,在計(jì)算量和數(shù)據(jù)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二維超聲成像。傳統(tǒng)CPU方法成像速度較慢,實(shí)時(shí)性差,嚴(yán)重影響了三維超聲成像系統(tǒng)的發(fā)展。目前,隨著計(jì)算機(jī)并行技術(shù)的發(fā)展,特別是CUDA架構(gòu)的出現(xiàn),為解決三維超聲成像的速度問題提供了新的有效途徑。CUDA是由NVIDIA公司開發(fā)的一種并行計(jì)算架構(gòu),它可以更加方便地利用GPU并行執(zhí)行多個(gè)線程來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模計(jì)算。本文在研究CUDA加速原理和策略的基礎(chǔ)上,將CUDA加速技術(shù)應(yīng)用到三維超聲成像中,既加快了成像速度,又降低了系統(tǒng)成本。具體研究工作如下:1.采用CUDA流把整個(gè)體數(shù)據(jù)從CPU端復(fù)制到GPU端,利用GPU的設(shè)備重疊功能隱藏部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸時(shí)間,加快體數(shù)據(jù)的傳輸過程。2.利用GPU紋理存儲(chǔ)器硬件級(jí)的三維線性插值實(shí)現(xiàn)了體重建的快速實(shí)現(xiàn),并與傳統(tǒng)CPU方法的成像速度和成像質(zhì)量進(jìn)行了比較。此外,提出了一種基于閾值分割和各向異性擴(kuò)散的去噪算法,該算法利用閾值分割方法對(duì)超聲探頭采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,去除部分斑點(diǎn)噪聲,體重建后再采用各向異性擴(kuò)散濾波器對(duì)圖像進(jìn)行去噪處理,提高了體重建后圖像的質(zhì)量。3.在體繪制過程中,首先分析了不同CUDA存儲(chǔ)器對(duì)渲染效率的影響,然后實(shí)現(xiàn)了基于GPU的快速光線投射算法,同時(shí)提出了一種改進(jìn)的可變采樣步長(zhǎng)方法,該方法通過下一采樣點(diǎn)的灰度值與空體素閾值的大小關(guān)系決定當(dāng)前采樣點(diǎn)的采樣步長(zhǎng)。在不丟失非空體素邊緣體素點(diǎn)的情況下,能夠采用更大的步長(zhǎng)進(jìn)行采樣,進(jìn)一步提高了繪制效率。4.在Visual Studio 2013軟件平臺(tái)上驗(yàn)證了本文研究的加速方法分別在數(shù)據(jù)傳輸、體重建、體繪制過程中的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文實(shí)現(xiàn)的快速三維超聲成像方法,在保證成像質(zhì)量的前提下,成像速度大大提高,基本滿足了醫(yī)學(xué)上對(duì)成像實(shí)時(shí)性的要求。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41;R445.1
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高偉;李維良;林妍;;面向高光譜影像分類的高性能計(jì)算及存儲(chǔ)優(yōu)化[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2015年16期

2 賈曉東;孫東松;;相干激光雷達(dá)中最大似然離散譜峰值估計(jì)及Monte Carlo仿真[J];強(qiáng)激光與粒子束;2015年06期

3 葉毅嘉;;淺談CUDA并行計(jì)算體系[J];無線互聯(lián)科技;2015年06期

4 蔣財(cái)運(yùn);劉羽;韋樹烽;;基于GPU的金屬工件表面缺陷檢測(cè)算法的研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2015年03期

5 耿鴻明;;淺談?dòng)?jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系的結(jié)構(gòu)研究[J];計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用;2015年02期

6 范沖;王學(xué);;三維城市建筑物的紋理映射綜述[J];測(cè)繪與空間地理信息;2014年07期

7 馬書紅;;幾種經(jīng)典插值算法的放大結(jié)果比較[J];信息通信;2014年05期

8 梁榮華;吳云飛;馬祥音;;局部特征加強(qiáng)的體繪制算法[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2012年10期

9 楊金耀;李德來;郭境峰;王海潮;蔡澤杭;;基于GPU編程的超聲實(shí)時(shí)三維成像系統(tǒng)[J];中國醫(yī)療器械信息;2012年04期

10 王偉民;王合闖;王華軍;;CUDA平臺(tái)下的實(shí)時(shí)超聲掃描轉(zhuǎn)換[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2011年10期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張琳;基于CUDA架構(gòu)的高性能圖像處理程序設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2014年

2 黨任亞;GPU并行計(jì)算在粒子沉降晶格玻爾茲曼模擬中的應(yīng)用與優(yōu)化[D];廣西師范大學(xué);2014年

3 何成宇;任意航跡雙基PFA波前彎曲補(bǔ)償算法及其GPU實(shí)現(xiàn)[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 周伯成;基于GPU的外輻射源雷達(dá)DOA估計(jì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 江琳;GPU通用計(jì)算性能預(yù)測(cè)和優(yōu)化[D];上海交通大學(xué);2014年

6 于寅平;基于GPU的重采樣并行算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D];東北大學(xué);2013年

7 梁添;基于GPU的稀疏矩陣運(yùn)算優(yōu)化研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 馬鳴飛;基于GPU加速的三維超聲成像系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

9 盧睿;JPEG2000算法中小波模塊的GPU并行優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

10 周潔;基于GPU的WPA/WPA2-PSK高速破譯方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梅茹;盧歡;李德來;;電機(jī)驅(qū)動(dòng)器A3983在實(shí)時(shí)三維超聲成像系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];中國醫(yī)療器械信息;2016年06期

2 馬晨;;基于傾斜航空影像的城市生態(tài)三維重建研究[J];干旱環(huán)境監(jiān)測(cè);2016年02期

3 張楠楠;;淺談紋理信息提取中特征要素的選取方法[J];測(cè)繪與空間地理信息;2016年01期

4 閆玉寶;蔣思嘉;;基于透明度校正的醫(yī)學(xué)圖像三維體繪制研究[J];生物醫(yī)學(xué)工程研究;2015年04期

5 張海峰;史冠忠;朱洪智;宋翠榮;趙長(zhǎng)義;任國山;;基于圖像數(shù)據(jù)建立器官三維模型[J];中國組織工程研究;2015年40期

6 柴福山;陳建平;徐斌;;基于C#的FLAC3D到Surpac三維地質(zhì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換[J];地質(zhì)學(xué)刊;2015年03期

7 龔健雅;崔婷婷;單杰普度大學(xué)土木工程學(xué)院;季順平;黃玉春;;利用車載移動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)的建筑物立面建模方法[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2015年09期

8 劉全海;鄧非;李樓;冉慧敏;;面向規(guī)劃的建筑物屋頂精細(xì)紋理快速生成方法[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2015年08期

9 朱奭;常晉義;;一種改進(jìn)的基于CUDA的紋理映射和光線投射結(jié)合的體繪制算法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2015年06期

10 郭境峰;廖曉燕;李德來;;一種以GPU編程實(shí)現(xiàn)快速體繪制的三維超聲可視化方法[J];中國醫(yī)療器械信息;2014年09期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉俞辰;基于CUDA的快速三維超聲成像研究[D];中北大學(xué);2016年

2 王海帆;基于GPU的數(shù)據(jù)取證系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

3 劉強(qiáng);基于CUDA架構(gòu)下的灰度圖像匹配算法研究與實(shí)現(xiàn)[D];南昌大學(xué);2015年

4 谷鎮(zhèn)佑;基于紅外技術(shù)的奶量計(jì)量瓶設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

5 劉國波;MIC平臺(tái)上的并行散列函數(shù)庫的研究與應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2015年

6 程如飛;基于Tilera多核處理器的圖像并行處理平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

7 閆巖;多核處理器的JPEG2000并行解壓縮算法優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

8 潘錕;Android備份文件口令認(rèn)證機(jī)制安全性分析及其改進(jìn)[D];廈門大學(xué);2014年

9 劉興達(dá);各向異性逆時(shí)偏移聯(lián)合成像及GPU協(xié)同運(yùn)算[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

10 趙翠翠;密鑰導(dǎo)出算法的安全性分析及在Windows域安全中的應(yīng)用[D];廈門大學(xué);2014年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張偉杰;;探析計(jì)算機(jī)硬件的組成架構(gòu)[J];科技視界;2014年32期

2 刁偉峰;張?chǎng)?劉繼橋;竹孝鵬;劉源;畢徳倉;陳衛(wèi)標(biāo);;All fiber pulsed coherent lidar development for wind profiles measurements in boundary layers[J];Chinese Optics Letters;2014年07期

3 范玲玲;;計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系的結(jié)構(gòu)框架研究[J];黑龍江科技信息;2013年26期

4 毛文宇;敬嵐;喬衛(wèi)民;馬云海;王丹;孟健;;蘭州重離子加速器控制系統(tǒng)DSP組件設(shè)計(jì)[J];強(qiáng)激光與粒子束;2013年05期

5 王華英;于夢(mèng)杰;劉飛飛;劉佐強(qiáng);;基于快速傅里葉變換的四種相位解包裹算法[J];強(qiáng)激光與粒子束;2013年05期

6 靳笑晗;汪岳峰;竹孝鵬;劉繼橋;刁偉峰;陳衛(wèi)標(biāo);;最大概似法在多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)中的應(yīng)用研究[J];光學(xué)儀器;2012年05期

7 余鴻銘;萬敏;顧靜良;;數(shù)字信號(hào)處理器紅外弱小目標(biāo)搜索算法[J];強(qiáng)激光與粒子束;2012年08期

8 曹亞君;邵玉蘭;;基于雙線性內(nèi)插的圖像處理算法及其優(yōu)化[J];中州大學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

9 竹孝鵬;劉繼橋;畢德倉;周軍;刁偉峰;陳衛(wèi)標(biāo);;Development of all-solid coherent Doppler wind lidar[J];Chinese Optics Letters;2012年01期

10 桂德竹;林宗堅(jiān);張成成;;傾斜航空影像的城市建筑物三維模型構(gòu)建研究[J];測(cè)繪科學(xué);2012年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 夏斌;基于CPU+GPU的外輻射源雷達(dá)自適應(yīng)濾波算法實(shí)現(xiàn)技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2013年

2 陳科;基于高性能計(jì)算機(jī)的并行計(jì)算研究[D];大連理工大學(xué);2011年

3 劉沛;二維DFT并行算法在CUDA架構(gòu)上的實(shí)現(xiàn)[D];暨南大學(xué);2011年

4 向杰;基于CUDA的粒子濾波并行算法研究[D];華中科技大學(xué);2011年

5 劉天旭;基于FPGA的數(shù)字上變頻器設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2009年

6 楊成輝;基于HMAC口令認(rèn)證的在線考試系統(tǒng)[D];廈門大學(xué);2009年

7 李明彬;基于GPU的圖像壓縮編碼技術(shù)[D];吉林大學(xué);2009年

8 張舒;模式識(shí)別并行算法與GPU高速實(shí)現(xiàn)研究[D];電子科技大學(xué);2009年

9 黃曉玥;基于GPU編程的三維超聲顯示系統(tǒng)[D];華中科技大學(xué);2008年

10 劉立樂;基于JPEG2000的數(shù)字圖像壓縮編碼研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2008年

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 叢淑珍,吳麗桑,趙曉虹,歐陽雄健,李誼;三維超聲成像的實(shí)驗(yàn)研究[J];中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2003年04期

2 邢晉放,曹鐵生,杜聯(lián)芳;三維超聲成像研究概述[J];中華超聲影像學(xué)雜志;2005年08期

3 王新房;張梅;謝明星;王勇;李治安;張薇;呂清;邢艷秋;陳漢榮;季曉平;;三維超聲成像的方法學(xué)和臨床應(yīng)用研究[J];醫(yī)學(xué)研究雜志;2006年06期

4 韓志會(huì);鄭馳超;彭虎;;三維超聲成像綜述[J];中國醫(yī)療器械信息;2011年07期

5 徐輝雄,張青萍;三維超聲成像在婦產(chǎn)科中的應(yīng)用價(jià)值[J];放射學(xué)實(shí)踐;2000年02期

6 王雁,劉琪;三維超聲成像技術(shù)對(duì)非活動(dòng)臟器的臨床應(yīng)用[J];河南診斷與治療雜志;2000年03期

7 黃光勇;三維超聲成像在肝臟疾病檢查中的應(yīng)用概況[J];右江民族醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2000年04期

8 高上凱,高小榕,張志廣,吳雅峰,郝曉輝;三維超聲成像方法的研究[J];中國醫(yī)療器械信息;2000年03期

9 杜軍;;三維超聲成像技術(shù)有望用于骨成像[J];國外醫(yī)學(xué)情報(bào);2000年08期

10 王春美;三維超聲成像技術(shù)的原理及臨床應(yīng)用[J];第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);2001年S1期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉志聰;;三維超聲成像臨床應(yīng)用研究[A];第九屆全國超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2006年

2 王柏華;陳敏;常才;;三維超聲成像在乳腺疾病診斷中的初步應(yīng)用[A];中國超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第三次全國淺表器官及外周血管超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（高峰論壇）論文匯編[C];2011年

3 劉志聰;;三維超聲成像臨床應(yīng)用研究[A];浙江省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)影像專業(yè)委員會(huì)第十次學(xué)術(shù)年會(huì)暨省級(jí)繼續(xù)教育學(xué)習(xí)班資料匯編[C];2005年

4 劉志聰;;三維超聲成像臨床應(yīng)用研究[A];2005年浙江省超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2005年

5 林小影;朱才義;;三維超聲成像在宮腔異常中的應(yīng)用價(jià)值[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)超聲醫(yī)學(xué)新進(jìn)展學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2004年

6 陳淼;沈嬙;;三維超聲成像技術(shù)對(duì)乳腺癌診斷價(jià)值的研究[A];中國超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第三次全國淺表器官及外周血管超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（高峰論壇）論文匯編[C];2011年

7 滕淑琴;劉志聰;蔡潔;范霜月;;三維超聲成像對(duì)膀胱內(nèi)占位性病變的診斷價(jià)值[A];2006年浙江省超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2006年

8 徐慶華;譚詠韶;陳泳愉;朱廣興;徐文峰;;三維超聲成像技術(shù)在膀胱疾病診斷中的臨床應(yīng)用價(jià)值[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十次全國超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2009年

9 宿陽;田家瑋;王旭東;劉冬梅;;三維超聲成像技術(shù)在腮腺腫塊良惡性鑒別診斷中的價(jià)值[A];中國超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第八屆全國腹部超聲學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2010年

10 田曉先;林連恩;李雪芹;周旋;黎新艷;;三維超聲成像對(duì)子宮畸形診斷與宮腔鏡、腹腔鏡術(shù)后對(duì)照評(píng)價(jià)[A];中國超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第七屆全國腹部超聲學(xué)術(shù)會(huì)議學(xué)術(shù)論文匯編[C];2007年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 市外經(jīng)貿(mào)局;[N];汕頭日?qǐng)?bào);2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 傅先水;一體化三維超聲成像的實(shí)驗(yàn)研究及臨床應(yīng)用[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院;2002年

2 朱霆;實(shí)時(shí)三維超聲成像與在體解剖病理結(jié)構(gòu)的相關(guān)及應(yīng)用研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2004年

3 韓志會(huì);基于非衍射波和合成孔徑的三維超聲成像[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉俞辰;基于CUDA的快速三維超聲成像研究[D];中北大學(xué);2016年

2 齊治;實(shí)時(shí)三維超聲成像對(duì)膽囊病變的診斷意義[D];蘭州大學(xué);2009年

3 宋世洋;容積探頭三維超聲成像在甲狀腺占位性疾病中的應(yīng)用價(jià)值[D];吉林大學(xué);2006年

4 陳淼;三維超聲成像技術(shù)在乳腺癌中的診斷價(jià)值[D];廣州中醫(yī)藥大學(xué);2011年

5 徐小林;三維超聲成像技術(shù)研究及應(yīng)用[D];山東科技大學(xué);2005年

6 石穎;自由臂靜態(tài)三維超聲和容積探頭三維超聲成像應(yīng)用價(jià)值的臨床研究[D];山西醫(yī)科大學(xué);2004年

7 張冰;三維超聲成像在乳腺腫塊診斷中的臨床應(yīng)用[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2014年

8 周軍;喉部結(jié)構(gòu)及喉癌的三維超聲成像研究[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于GPU的數(shù)據(jù)取證系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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