1.一种基于GPU的快速重建成像方法,其特征在于,包括,S01,设置初始预设图像;
S02,将获得图像进行初步重建,并将重建的图像与预设图像进行对比,获取图像差异区域;
S03,根据差异的程度,分配线程,进行图像二次重建;
S04,对重建的图像进行迭代重建,获取精准图像;
在进行图像重建过程中,设置x个并联GPU进行图像重建,设置一个CPU进行数据判断与线程分配,设置储存模块进行数据存储;各所述GPU按照设置顺序分为第1GPU,第2GPU,…第xGPU,其中x≥2;
所述储存模块设有预设图像,各所述GPU对图像进行初次重建,并将重建后的图像传递至所述CPU,CPU对重建图像的空间大小进行调节,使其与预设图像的大小相等;
所述CPU将重建图像与预设图像拆分成数量相等的空间块,并针对每一组位置相对应的空间块单独进行对比,获取空间块的差异度信息;
所述CPU对各所述空间块的差异度信息进行整合,根据差异度的大小进行线程与算力分配,以进行图像迭代重建;
对于单个空间块的差异度,所述CPU内设有异度评价参数,当单个空间块的差异度达标时,所述CPU不对其分配算力。
2.根据权利要求1所述的基于GPU的快速重建成像方法,其特征在于,在上述步骤S01中,向所述储存模块内设置预设图像Kz;
在上述步骤S02中,各所述GPU对接收到的待重建数据进行初步重建,生成初步图像K1并将生成的图像传递至所述CPU,所述CPU将初步图像K1与预设图像Kz进行一次对比,所述CPU获取预设图像Kz的长度L1,宽度L2,高度L3;
所述CPU对初步图像K1的大小进行调节使初步图像K1长度为L1,宽度L2,高度L3。
3.根据权利要求2所述的基于GPU的快速重建成像方法,其特征在于,所述CPU内设置有三维直角坐标系,CPU将初步图像K1投放至三维直角坐标系中使得初步图像K1长度方向与坐标系X轴方向重合,宽度方向与坐标系Y轴方向重合,高度方向与坐标系Z轴方向重合;所述CPU对初步图像K1进行分割,将图像K1沿X轴分割为n1块,沿Y轴分割为n2块,沿Z轴分割为n3块,
所述CPU将预设图像Kz按照初步图像K1的投放方法同样投放至三维直角坐标系中,并对预设图像Kz进行相同分割;
所述CPU对投放的初步图像K1进行整理,生成初步图像K1空间块矩阵A1,对于A1{a1b1c1,a2b1c1,a3b1c1,…an1b1c1,an1b2c1,an1b3c1,…an1bn2c1,an1bn2c2,an1bn2c3,… an1bn2cn3},对于任一空间块aibjck表示位于沿X轴方向第i、沿Y轴方向第j、沿Z轴方向第k块的空间块,i=1,2,3…n1,j=1,2,3…n2,k=1,2,3…n3;
所述CPU对投放的预设图像Kz进行整理,生成初步图像K1空间块矩阵Az,对于Az{p1q1r1,p2q1r1,p3q1r1,…pn1q1r1,pn1q2r1,pn1q3r1,…pn1qn2r1,pn1qn2r2,pn1qn2r3,… pn1qn2rn3},对于任意空间块piqjrk表示位于沿X轴方向第i、沿Y轴方向第j、沿Z轴方向第k块的空间块。
4.根据权利要求3所述的基于GPU的快速重建成像方法,其特征在于,所述CPU从空间块矩阵A1中选取空间块a1b1c1对其进行投影,获取空间块a1b1c1沿X轴方向投影Bx1,沿Y轴方向投影By1,沿Z轴方向投影Bz1,同时,所述CPU从空间块矩阵Az中选取空间块p1q1r1对其进行投影,获取空间块p1q1r1沿X轴方向投影Cx1,沿Y轴方向投影Cy1,沿Z轴方向投影Cz1;对于投影Bx1,所述CPU获取图像起始点位于Y‑Z平面的起始点位置与终止点位置,并进行连接生成线段Ex1;
对于投影By1,所述CPU获取图像起始点位于X‑Z平面的起始点位置与终止点位置,并进行连接生成线段Ey1;
对于投影Bz1,所述CPU获取图像起始点位于X‑Y平面的起始点位置与终止点位置,并进行连接生成线段Ez1;
对于投影Cx1,所述CPU获取图像起始点位于Y‑Z平面的起始点位置与终止点位置,并进行连接生成线段Cx1;
对于投影Cy1,所述CPU获取图像起始点位于X‑Z平面的起始点位置与终止点位置,并进行连接生成线段Cy1;
对于投影Cz1,所述CPU获取图像起始点位于X‑Y平面的起始点位置与终止点位置,并进行连接生成线段Cz1。
5.根据权利要求4所述的基于GPU的快速重建成像方法,其特征在于,所述CPU将线段Ex1和线段Cx1进行对比,所述CPU内设有对比函数f(d,e),当d= Ex1,e=Cx1时,有其中,∠(Ex1,Cx1)表示线段Ex1和线段Cx1在Y‑Z平面内的角度θx1,∥(Ex1,Cx1)表示线段Ex1和线段Cx1在Y‑Z平面内的水平距离αx1,⊥(Ex1,Cx1)表示线段Ex1和线段Cx1在Y‑Z平面内的垂直距离βx1,Δ(Ex1,Cx1)表示线段Ex1和线段Cx1在Y‑Z平面内的长度距离差γx1;
所述CPU计算空间块a1b1c1与空间块p1q1r1在Y‑Z平面的差异度Px1,Px1=θx1×R1+αx1×R2+βx1×R3+γx1×R4,其中,R1为θx1对差异度Px1计算的权重参数,R2为αx1对差异度Px1计算的权重参数,R3为βx1对差异度Px1计算的权重参数,R4为γx1对差异度Px1计算的权重参数。
6.根据权利要求5所述的基于GPU的快速重建成像方法,其特征在于,所述CPU按照上述计算空间块a1b1c1与空间块p1q1r1在Y‑Z平面的差异度Px1的方式计算空间块a1b1c1与空间块p1q1r1在X‑Z平面的差异度Py1和空间块a1b1c1与空间块p1q1r1在X‑Y平面的差异度Pz1。
7.根据权利要求6所述的基于GPU的快速重建成像方法,其特征在于,所述CPU计算空间块a1b1c1与空间块p1q1r1的整体差异度Q111,Q111=Px1×s1+Py1×s2+Pz1×s3,其中,s1为Px1对整体差异度Q111评价参数,s2为Py1对整体差异度Q111评价参数,s3为Pz1对整体差异度Q111评价参数。
8.根据权利要求7所述的基于GPU的快速重建成像方法,其特征在于,所述CPU内设有第一差异度评价参数Qz1,CPU将整体差异度Q111与评价参数Qz1进行对比,当Q111≥Qz1时,所述CPU判定空间块a1b1c1与空间块p1q1r1差异过大,在二次重建时加大空间块a1b1c1的计算线程;
当Q111<Qz1时,所述CPU判定空间块a1b1c1与空间块p1q1r1差异过小,在二次重建时不对空间块a1b1c1重建。
9.根据权利要求8所述的基于GPU的快速重建成像方法,其特征在于,所述CPU按照上述计算空间块a1b1c1与空间块p1q1r1的整体差异度Q111方法计算其他各空间块的差异度,并生成差异度矩阵Q0,Q0(Q111,Q211,Q311,…Qn1n2n3);
所述CPU对矩阵Q0内进行从大到小排序,统计矩阵Q0中需要重建的数量N,所述CPU选取矩阵Q0中前30%N的数据,均分GPU线程总数的60%的算力进行二次重建。
10.根据权利要求9所述的基于GPU的快速重建成像方法,其特征在于,所述CPU将需要重建的数量N与生成的整体差异度总个数Nz进行对比,Nz=n1×n2×n3,当N≤0.2Nz时,所述CPU判定在第一差异度评价参数Qz1下评判合格;
当N>0.2Nz时,所述CPU判定在第一差异度评价参数Qz1下评判不合格;
当所述CPU判定在第一差异度评价参数Qz1下评判不合格时,所述CPU控制所述GPU对图像进行迭代重建,直至N≤0.2Nz;
当所述CPU判定在第一差异度评价参数Qz1下评判合格时,CPU将各所述空间块的整体差异度与第二差异度评价参数Qz2进行对比,重复上述迭代重建操作,直至在第二差异度评价参数Qz2条件下有N≤0.2Nz,所述CPU判定图像重建完成,其中Qz1>Qz2。