三维医学图像核回归算法的GPU加速研究

摘要

核回归理论被广泛应用于医学图像处理和医学图像重建领域,并取得了十分显著的效果.它包括传统核回归方法(CKR)和控制核回归方法(SKR).三维SKR算法比三维CKR算法具有更优的去噪效果和边缘保持效果,但三维SKR算法的计算量过于庞大且复杂,使其应用领域受到限制.目前,医学图像重建使用的是基于GPU的三维CKR算法,所以基于GPU的三维SKR算法的实现是一项有研究价值且具有挑战性的工作.本文首先优化三维SKR算法的计算过程,然后利用GPU进行CUDA编程实现三维SKR并行加速算法.实验表明,基于GPU的三维SKR算法与基于CPU单线程三维SKR算法相比能获得约244.9～246.3倍的加速比,与基于CPU多线程三维SKR算法相比能获得约123.0～137.4倍的加速比.