[發明專利]一種GPU加速CBCT圖像重建方法和裝置

在審

• 申請號: 201310399126.6
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN104424625A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 劉平;陸玉強;朱壇超;李建英;郭煜;秦璟;王平安
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T1/20
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武;沈祖鋒

1.一種GPU加速CBCT圖像重建方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）：讀取投影數據，在GPU中采用SART算法作為逼近項，更新重建得到的體；

（2）：采用自適應梯度下降的方法，使所述重建得到的體的全變差最小化；

（3）：重復步驟（1）和步驟（2），迭代N次，直至算法收斂，其中，所述N為大于一的自然數。

2.如權利要求1所述的GPU加速CBCT圖像重建方法，其特征在于，所述步驟（1）還包括以下步驟：

（10）：當所述重建得到的體的每個投影角度的投影數據由m*m個象素組成時，啟動m*m個并行的獨立線程，每一個所述獨立線程對穿過所述投影角度的一條光線，進行如下計算，其中，m為自然數：

（101）：在探測器平面上計算所述投影角度的模擬投影數據；

（102）：根據真實投影數據與所述每個投影角度的模擬投影數據，計算投影誤差，得到修正影像；

（11）：當所述重建得到的體的大小為n*n*n個體素時，啟動n*n*n個并行的獨立線程，每一個所述獨立線程對所述重建得到的體數據中的一個體素，進行如下計算，其中，n為自然數：

（111）：將所述投影誤差依照計算得到的權重值，反投到所述重建得到的體的各個體素上，生成更新數據；

（112）：更新整個所述重建得到的體；

（12）：重復步驟（10）和步驟（11），直至遍歷用于所述重建的所有投影角度。

3.如權利要求1或2所述的GPU加速CBCT圖像重建方法，其特征在于，所述步驟（2）還包括以下步驟：

（21）：啟動n*n*n個并行的獨立線程，每一個所述獨立線程計算所述重建得到的體數據的全變分圖像中的一個體素的近似偏導，計算公式如下：

∂||v→||TV∂vx,y,z≈3×vx,y,z-vx-1,y,z-vx,y-1,z-vx,y,z-1(vx,y,z-vx-1,y,z)2+(vx,y,z-vx,y-1,z)2+(vx,y,z-vx,y,z-1)2+ξ]]>

-vx+1,y,z-vx,y,z(vx+1,y,z-vx,y,z)2+(vx+1,y,z-vx+1,y-1,z)2+(vx,y,z-vx,y+1,z-1)2+ξ]]>

-vx,y+1,z-vx,y,z(vx,y+1,z-vx-1,y+1,z)2+(vx,y+1,z-vx,y,z)2+(vx,y+1,z-vx,y+1,z-1)2+ξ]]>

-vx,y,z+1-vx,y,z(vx,y,z+1-vx-1,y,z+1)2+(vx,y,z+1-vx,y-1,z+1)2+(vx,y,z+1-vx,y,z)2+ξ]]>

其中，v_x,y,z為所述重建得到的體數據中的一個體素，ξ為一個避免除零的極小的正數。