CN106204679A - 基于可分离足迹函数技术的投影方法、装置及*** - Google Patents

基于可分离足迹函数技术的投影方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

本发明实施提供了基于可分离足迹函数技术的投影方法、装置及***，获取三维图像中每个坐标位置的三维体素的像素值；在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维体素投影到探测器的水平方向上的模糊足迹函数；根据所述像素值在所述探测器的轴方向上并行计算所述探测器的轴方向上的投影值；在所述探测器的平面上并行计算所述水平方向上的模糊足迹函数与所述轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器的平面每个探测器单元的投影值。采用并行计算水平方向上的模糊足迹函数，并行计算轴方向上的投影值以及并行计算每个探测器单元的投影值，缩短前向和反向投影所需的时间，提高投影方法的效率。

Description

基于可分离足迹函数技术的投影方法、装置及***
技术领域
本发明涉及成像技术领域，特别是涉及一种基于可分离足迹函数技术的投影方法、装置及***。
背景技术
正向投影(Forward Projection)和反向投影(Back Projection)是成像领域常用的投影方法。正向投影是利用***模型矩阵与被成像***扫描的人体或物体的乘积生成正向投影值，反向投影是正向投影的共轭运算。
以X-CT(X射线电子计算机断层扫描成像技术)为例，利用精确准直的X线束对人体器官作断面扫描，采用灵敏度极高的探测器接收扫描的三维图像在探测器单元的正向投影值。根据探测器的每个探测器单元所采集的测量值，利用反向投影获得三维图像中每个坐标位置的反向投影值。
但是，由于X-CT成像的空间分辨率很高，***模型矩阵的维度可达109*109左右，导致利用现有的正向投影和反向投影技术获得三维图像所需的时间很长，投影方法效率低。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种基于可分离足迹函数技术的投影方法、装置及***，从而能够缩短正向投影或反向投影所需的时间。
为此，本发明解决技术问题的技术方案是：
一种基于可分离足迹函数技术的投影方法，所述方法包括：
获取三维图像中每个坐标位置的三维体素的像素值；
在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维体素投影到探测器的水平方向上的模糊足迹函数，所述水平方向是所述三维图像的横截面在所述探测器的投影方向；
根据所述像素值在所述探测器的轴方向上并行计算所述探测器的轴方向上的投影值，所述轴方向上的投影值是所述探测器的轴方向的模糊足迹函数与所述像素值的乘积在所述三维图像的轴方向的和；
在所述探测器的平面上并行计算所述水平方向上的模糊足迹函数与所述轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器的平面每个探测器单元的投影值。
可选的，计算每个探测器单元的投影值包括：
获取所述三维图像中每个坐标位置的三维体素在探测器的水平方向上的投影范围；
查找对探测器单元所有有贡献的投影范围，所述有贡献的投影范围包括所述探测器单元的水平坐标值；
获取所有有贡献的投影范围所对应的三维体素作为有贡献的三维体素；
利用所述有贡献的三维体素的水平方向上的模糊足迹函数和轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器单元的投影值。
可选的，所述方法还包括：
获取探测器平面上每个探测器单元的测量值；
根据所述水平方向上的模糊足迹函数，所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值。
可选的，所述根据探测器平面的测量值在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值包括：
根据所述水平方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维图像的三维体素的投影值，所述三维图像的三维体素的投影值是水平方向上的模糊足迹函数与所述探测器平面的测量值的乘积在所述三维图像的横截面的三维体素上的和；
根据所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述横截面上三维体素的投影值在所述三维图像的每个坐标位置并行计算所述三维图像中每个坐标位置的投影值，所述投影值为所述横截面上三维体素的投影值与所述轴方向上的模糊足迹函数的乘积在所述三维图像的坐标位置的和。
可选的，
所述水平方向上的模糊足迹函数是梯形函数或矩形函数。
可选的，
所述轴方向上的模糊足迹函数是梯形函数或矩形函数。
一种多GPU实现的投影方法，所述方法包括：
GPU获取***中GPU的个数，根据所述GPU的个数将投影角度平均划分成多个投影角度范围，所述投影角度范围的个数与GPU个数相同；
GPU获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的投影角度范围；
GPU获取三维图像中每个坐标位置的像素值；
GPU根据所述像素值按照上述基于可分离足迹函数技术的正向投影方法并行计算所述投影角度范围下探测器的平面探测器单元的投影值。
可选的，所述方法还包括：
GPU根据所述GPU的个数将所述三维图像的横坐标或纵坐标平均划分成多个坐标范围，所述坐标范围的个数与GPU的个数相同；
GPU获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的坐标范围；
GPU获取探测器的平面中每个探测器单元的测量值；
GPU根据属于所述坐标范围的所有测量值按照上述基于可分离足迹函数技术的反向投影方法并行计算所述坐标范围下所述三维图像中三维体素的反向投影值。
一种基于可分离足迹函数技术的投影装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取三维图像中每个坐标位置的三维体素的像素值；
第一计算模块，用于在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维体素投影到探测器的水平方向上的模糊足迹函数，所述水平方向是所述三维图像的横截面在所述探测器的投影方向；
第二计算模块，用于根据所述像素值在所述探测器的轴方向上并行计算所述探测器的轴方向上的投影值，所述轴方向上的投影值是所述探测器的轴方向的模糊足迹函数与所述像素值的乘积在所述三维图像的轴方向的和；
第三计算模块，用于在所述探测器的平面上并行计算所述水平方向上的模糊足迹函数与所述轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器的平面每个探测器单元的投影值。
可选的，
所述第三模块包括多个第四单元，所述第四单元的个数与所述探测器的平面上探测器单元的个数相同；每个所述第四单元包括：
第一获取子单元，用于获取所述三维图像中每个坐标位置的三维体素在探测器的水平方向上的投影范围；
查找子单元，用于查找对探测器单元所有有贡献的投影范围，所述有贡献的投影范围包括所述探测器单元的水平坐标值；
第二获取子单元，用于获取所有有贡献的投影范围所对应的三维体素作为有贡献的三维体素；
第一计算子单元，用于利用所述有贡献的三维体素的水平方向上的模糊足迹函数和轴方向上的投影值的乘积计算所述探测器单元的投影值。
可选的，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取探测器平面上每个探测器单元的测量值；
第四计算模块，用于根据所述水平方向上的模糊足迹函数，所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值。
可选的，
所述第四计算模块包括多个第二计算子单元和多个第三计算子单元，所述第二子单元的个数与所述三维图像的横截面上三维体素的个数相同，所述第三计算子单元与所述三维图像的三维体素的个数相同；
所述第二计算子单元，用于根据所述水平方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维图像的三维体素的投影值，所述三维图像的三维体素的投影值是水平方向上的模糊足迹函数与所述探测器平面的测量值的乘积在所述三维图像的横截面的三维体素上的和；
所述第三子单元，用于根据所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述横截面上三维体素的投影值在所述三维图像的每个坐标位置并行计算所述三维图像中每个坐标位置的投影值，所述投影值为所述横截面上三维体素的投影值与所述轴方向上的模糊足迹函数的乘积在所述三维图像的坐标位置的和。
一种GPU，所述GPU包括：
第一划分模块，用于获取***中GPU的个数，根据所述GPU的个数将投影角度平均划分成多个投影角度范围，所述投影角度范围的个数与GPU个数相同；
第一获取模块，用于获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的投影角度范围；
第二获取模块，用于获取三维图像中每个坐标位置的像素值；
第一计算模块，用于根据所述像素值按照基于可分离足迹函数技术的正向投影方法并行计算所述投影角度范围下探测器的平面探测器单元的投影值。
可选的，所述GPU还包括：
第二划分模块，用于根据所述GPU的个数将所述三维图像的横坐标或纵坐标平均划分成多个坐标范围，所述坐标范围的个数与GPU的个数相同；
第三获取模块，用于获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的坐标范围；
第四获取模块，用于获取探测器的平面中每个探测器单元的测量值；
第二计算模块，用于根据属于所述坐标范围的所有测量值按照基于可分离足迹函数技术的反向投影方法并行计算所述坐标范围下所述三维图像中三维体素的投影值。
一种***，所述***包括：
多个上述的GPU。
通过上述技术方案可知，本发明有如下有益效果：
本发明实施提供了基于可分离足迹函数技术的投影方法、装置及***，获取三维图像中每个坐标位置的三维体素的像素值；在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维体素投影到探测器的水平方向上的模糊足迹函数；根据所述像素值在所述探测器的轴方向上并行计算所述探测器的轴方向上的投影值；在所述探测器的平面上并行计算所述水平方向上的模糊足迹函数与所述轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器的平面每个探测器单元的投影值。采用并行计算水平方向上的模糊足迹函数，并行计算轴方向上的投影值以及并行计算每个探测器单元的投影值，缩短前向投影所需的时间，提高前向投影和反向投影的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于可分离足迹函数技术的投影方法流程图；
图2为本发明实施例提供的扫描设备照射三维成像体在探测器上投影的示意图；
图3为本发明实施例提供的多GPU实现的投影方法流程图；
图4为本发明实施例提供的基于可分离足迹函数技术的投影装置结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种GPU结构示意图；
图6为本发明实施例提供的基于可分离足迹函数技术的投影***结构示意图；
图7为本发明实施例提供的基于可分离足迹函数技术的投影装置硬件结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种GPU硬件结构示意图；
图9为本发明实施例提供的基于可分离足迹函数技术的投影***硬件结构示意图。
具体实施方式
为了给出缩短投影方法所需的时间的实现方案，本发明实施例提供了一种基于可分离足迹函数技术的投影方法、装置及***，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明。
实施例一
正向投影可以采用公式(1)表示：
g ( s , t , β ) = Σ x , y , z a ( s , t , β ; x , y , z ) f ( x , y , z ) - - - ( 1 ) ;
其中，f(x,y,z)为三维图像中坐标位置为(x,y,z)的三维体素的像素值；g(s,t,β)为探测器平面上探测器单元的投影值，β为三维图像的投影角度，s为探测器平面上的横坐标，t为探测器平面上的纵坐标，t方向与z方向(三维图像的轴方向)平行，a(s,t,β；x,y,z)为模糊足迹函数。
a(s,t,β；x,y,z)可以用公式(2)表示：
a(s,t,β；x,y,z)＝u(β；x,y)v(s,t,β)F1(s,β；x,y)F2(t,β；x,y,z) (2)；
其中，u为第一振幅函数，v为第二振幅函数，F1为水平方向上的模糊足迹函数，F2为轴方向的模糊足迹函数。
由公式(1)和公式(2)可知，正向投影采用公式(3)表示：
g ( s , t , β ) = v ( s , t , β ) Σ ( x , y ) F 1 ( s , β ; x , y ) [ Σ z F 2 ( t , β ; x , y , z ) f ( x , y , z ) ] u ( β ; x , y ) - - - ( 3 ) .
图1为本发明实施例提供的基于可分离足迹函数技术的投影方法流程图，包括：
101：获取三维图像中每个坐标位置的三维体素的像素值。
图2为扫描设备照射三维成像体在探测器上投影的示意图。其中，z方向为三维图像的轴方向，即扫描设备的轴方向；(x,y)平面即为扫描设备中扫描射线源的照射平面，即三维成像体垂直于轴方向的横断面；虚线是探测设备中扫描射线源的运动轨迹；s方向为(x,y)平面在探测器平面的投影。
扫描设备照射三维成像体获得一个三维图像，可以获得三维图像的每个坐标位置的三维体素的像素值，即获得每个(x,y,z)坐标位置的三维体素的像素值。
102：在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维体素投影到探测器的水平方向上的模糊足迹函数，所述水平方向是所述三维图像的横截面在所述探测器的投影方向。
并行计算水平方向上的模糊足迹函数，是在三维图像的横截面上利用x×y个线程进行并行计算。举例说明，如图2所示，在三维图像的(x,y)平面上，采用x×y个线程同时计算每个三维体素的水平方向上的模糊足迹函数F1(s,β；x,y)。
对于每个线程来说，一个线程对应三维图像中的一列三维体素，即同一个线程所要计算的的三维体素的坐标位置的(x,y)相同，但是z不同。相同(x,y)，不同z的坐标位置的三维体素的水平方向上的模糊足迹函数相同。。
其中，水平方向上的模糊足迹函数F1(s,β；x,y)可以是梯形函数，也可以是矩形函数。具体的计算方式参照专利号为US8913805 B2的专利，这里不再进行赘述。
103：根据所述像素值在所述探测器的轴方向上并行计算所述探测器的轴方向上的投影值，所述轴方向上的投影值是所述探测器的轴方向的模糊足迹函数与所述像素值的乘积在所述三维图像的轴方向的和。
并行计算探测器的轴方向上的投影值，利用t个线程在探测器的轴方向上进行并行计算。举例说明，如图2所示，在探测器的t方向上，利用t个线程并行计算探测器轴方向上的投影值。
对于一个线程来说，一个线程对应于探测器的轴方向上的一个t值，即一个线程所要计算的三维体素的z坐标投影到探测器轴方向上的t值相同。预先计算三维图像中每个三维体素的模糊足迹函数F2(t,β；x,y,z)，每个线程计算该线程所有三维体素的模糊足迹函数F2(t,β；x,y,z)与该三维体素的像素值f(x,y,z)乘积的和作为该线程所计算的轴方向上的投影值p1(t,β；x,y)。
其中，轴方向上的模糊足迹函数F2(t,β；x,y,z)可以是梯形函数，也可以是矩形函数。具体的计算方式参照专利号为US8913805 B2的专利，这里不再赘述。
举例说明，对于每个线程来说，采用公式(4)计算该线程所要计算的轴方向上的投影值p1(t,β；x,y)：
p 1 ( t , β ; x , y ) = Σ z F 2 ( t , β ; x , y , z ) f ( x , y , z ) - - - ( 4 ) .
在另一个例子中，若轴方向上的投影值p1(t,β；x,y)为无振幅的投影值时，采用公式(5)计算轴方向上的有振幅的投影值p2(t,β；x,y)：
p2(t,β；x,y)＝p1(t,β；x,y)u(β；x,y) (5)；
其中，u(β；x,y)为第一振幅函数。
104：在所述探测器的平面上并行计算所述水平方向上的模糊足迹函数与所述轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器的平面每个探测器单元的投影值。
并行计算每个探测器单元的投影值，是在探测器平面上，利用多线程并行计算，所采用的线程的个数与探测器平面上探测器单元的个数相同。举例说明，如图2所示，在探测器平面上利用s×t个线程进行并行计算，每个线程计算探测器平面上一个探测器单元的投影值g(s,t,β)。
在一个例子中，对于一个线程来说，每个线程按照下述方法计算探测器平面上一个探测器单元的投影值g(s,t,β)：
获取所述三维图像中每个坐标位置的三维体素在探测器的水平方向上的投影范围；
查找对探测器单元所有有贡献的投影范围，所述有贡献的投影范围包括所述探测器单元的水平坐标值；
获取所有有贡献的投影范围所对应的三维体素作为有贡献的三维体素；
利用所述有贡献的三维体素的水平方向上的模糊足迹函数和轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器单元的投影值。
如图2所示，三维图像投影在探测器平面的水平方向s上，对于三维图像的同一个三维体素来说，三维图像的投影角度β不同，该三维体素在探测器平面的s方向上的投影位置不同。三维图像中每个三维体素在探测器平面的s方向上都有一个投影范围(smin,smax)。
在一个例子中，每个三维体素在探测器平面的s方向上的投影范围是预先算好的，所采用的计算方法为：
并行计算每个三维体素的投影范围，计算每个三维体素在不同三维图像的投影角度β下在探测器平面上的投影的位置坐标，查找所得的位置坐标中最大的横坐标smax和最小的横坐标smin，则该三维体素在探测器水平方向上的投影范围为(smin,smax)。
对于探测器平面上每个探测器单元来说，若该探测器单元的横坐标s位于三维图像中一个三维体素的投影范围(smin,smax)内，则该三维体素是对该探测器单元有贡献的三维体素。举例说明，若探测器单元的横坐标为5，若三维图像的一个三维体素的投影范围是(3,7)，则该三维体素是对该探测器单元有贡献的三维体素；若三维图像的一个三维体素的投影范围是(6,10)，则该三维体素是对该探测器单元没有贡献的三维体素。
获得所有对该线程所计算的探测器平面上的探测器单元有贡献的的三维体素，利用所述有贡献的三维体素的水平方向上的模糊足迹函数和轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器单元的投影值。
在一个例子中，每个线程按照公式(6)计算该线程对应的探测器单元的投影值：
g ′ ( s , t , β ) = Σ ( x , y ) F 1 ( s , β ; x , y ) p 2 ( t , β ; x , y ) - - - ( 6 ) ;
其中，g'(s,t,β)为探测器单元的投影值，F1(s,β；x,y)为对该线程对应的探测器单元有贡献的三维体素的水平方向上的模糊足迹函数，p2(t,β；x,y)为对该线程对应的探测器单元有贡献的三维体素的轴方向上的投影值，s的取值范围为s∈[smin,smax]。
在一个例子中，g'(s,t,β)为有振幅的投影值时，可以直接作为探测器单元的投影值g(s,t,β)。
在另一个例子中，g'(s,t,β)为无振幅的投影值时，采用公式(7)计算有振幅的投影值g(s,t,β)：
g(s,t,β)＝v(s,t,β)g'(s,t,β) (7)；
其中，v(s,t,β)为第二振幅函数。
举例说明：本发明上述正向投影方法与现有技术的正向投影方法分别应用在轴位CT以及8圈螺旋CT的测试结果。本申请中的现有技术参照2011年的放射和核医学三维图像重建国际会议论文集56-59页，论文名称为"X射线CT图像重建中基于可分离足迹函数法的三维正反向投影的GPU加速算法"，作者为吴濛，杰弗里A.费斯勒的论文。该论文描述的是S-F projector的GPU加速算法。(现有技术参照：Wu Meng,and Jeffrey A.Fessler.“GPUacceleration of 3D forward and backward projection using separable footprintsfor X-ray CT image reconstruction.”Proc.Intl.Mtg.on Fully 3D Image Recon.inRad.and Nuc.Med.2011)。
表1轴位CT的运行时间和准确率比较
运行时间(s) NRMS误差(％)
现有技术 11.64 0.000074
本发明 7.92 0.000055
表2 8圈螺旋CT的运行时间和准确率比较
运行时间(s) NRMS误差(％)
现有技术 71.27 0.000205
本发明 57.23 0.000199
由上述数据可以看出，本发明所采用的正向投影方法与现有技术所采用的正向投影的方法相比，耗时短，正确率高。
由上述内容可知，本发明有如下有益效果：
在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维体素投影到探测器的水平方向上的模糊足迹函数；根据所述像素值在所述探测器的轴方向上并行计算所述探测器的轴方向上的投影值；在所述探测器的平面上并行计算所述水平方向上的模糊足迹函数与所述轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器的平面每个探测器单元的投影值。采用并行计算水平方向上的模糊足迹函数，并行计算轴方向上的投影值以及并行计算每个探测器单元的投影值，缩短前向投影所需的时间，提高投影方法的效率。
上述是对投影方法中正向投影的具体描述。投影方法还包括反向投影技术。反向投影可以用公式(8)表示：
b ( x , y , z ) = Σ s , t , β a ( s , t , β ; x , y , z ) g ( s , t , β ) - - - ( 8 ) .
其中，b(x,y,z)为三维图像中每个坐标位置的反向投影值。
由于a(s,t,β；x,y,z)可以用公式(2)表示，根据公式(2)和公式(8)可知，反向投影可以用公式(9)表示：
b ( x , y , z ) = Σ β Σ t F 2 ( t , β ; x , y , z ) [ Σ s F 1 ( s , β ; x , y ) g ( s , t , β ) v ( s , t , β ) ] u ( β ; x , y ) - - - ( 9 ) .
则在一个例子中，所述方法还包括：
获取探测器平面上每个探测器单元的测量值；
根据所述水平方向上的模糊足迹函数，所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值。
在投影方法过程中，可以只包含上述计算每个探测器单元的透明值的正向投影过程，也可以只包含计算三维图像中每个坐标位置的反向投影值的反向投影过程，还可以既包含正向投影过程也包含反向投影过程。下面对反向投影过程进行详细说明。
所述在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值包含两个并行计算的过程，如下：
根据所述水平方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维图像的三维体素的投影值，所述三维图像的三维体素的投影值是水平方向上的模糊足迹函数与所述探测器平面的测量值的乘积在所述三维图像的横截面的三维体素上的和；
根据所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述横截面上三维体素的投影值在所述三维图像的每个坐标位置并行计算所述三维图像中每个坐标位置的投影值，所述投影值为所述横截面上三维体素的投影值与所述轴方向上的模糊足迹函数的乘积在所述三维图像的坐标位置的和。
并行计算所述三维图像的三维体素的投影值，是在所述三维图像的横截面上并行计算，利用x×y×t个线程进行并行计算，一个线程计算的三维图像中的三维体素的z坐标投影到探测器轴方向上的t值相同。举例说明：如图2所示，采用x×y×t个线程同时计算三维体素的投影值，同一个线程所计算的三维体素的坐标位置的z坐标投影到探测轴方向上的t值相同，同一个线程所计算的所有三维体素的投影值都相同。
在一个例子中，每个线程采用公式(10)计算每个三维体素的投影值：
b 1 ( t , β ; x , y ) = Σ s F 1 ( s , β ; x , y ) g ( s , t , β ) v ( s , t , β ) - - - ( 10 ) .
其中，s的取值范围为s∈[smin,smax]。
在另一个例子中，b1(t,β；x,y)若是有振幅的投影值，则b1(t,β；x,y)即为所述三维图像的三维体素的投影值，若b1(t,β；x,y)为无振幅的投影值，则采用公式(11)计算所述三维图像的三维体素的投影值b2(t,β；x,y)：
b2(t,β；x,y)＝b1(t,β；x,y)u(β；x,y) (11)。
并行计算三维图像中每个坐标位置的投影值，是在三维图像的每个三维体素上并行计算，利用多个线程进行并行计算，线程的个数与三维图像中的三维体素的个数相同，每个线程计算一个三维体素的反向投影值。举例说明：如图2所示，利用x×y×z个线程计算三维体素的反向投影值，每个线程计算一个坐标位置(x,y,z)的三维体素的反向投影值。
每个线程在计算一个三维体素的反向投影值时，利用公式(12)进行计算：
b ( x , y , z ) = Σ β Σ t b 2 ( t , β ; x , y ) F 2 ( t , β ; x , y , z ) - - - ( 12 ) ;
其中，b(x,y,z)为所述三维图像中三维体素的反向投影值，z的取值范围为z∈[zmin(t,β；x,y,z),zmax(t,β；x,y,z)]。
由上述内容可知，本发明还有如下有益效果：
本发明所提供的反向投影的方法，并行计算三维图像中每个坐标位置的反向投影值，缩短反向投影所需的时间，提高投影方法的速度。
举例说明：本发明反向投影方法与现有技术的反向投影方法分别应用在轴位CT以及8圈螺旋CT的测试结果：
表3轴位CT的运行时间和准确率比较
运行时间(s) NRMS误差(％)
现有技术 16.34 0.457756
本发明 5.62 0.0246058
表4 8圈螺旋CT的运行时间和准确率比较
运行时间(s) NRMS误差(％)
现有技术 129.68 3.08
本发明 38.67 0.0264
由上述数据可以看出，本发明所采用的反向投影方法与现有技术所采用的反向投影的方法相比，耗时短，正确率高。
实施例二
图3为本发明实施例提供的多GPU实现的投影方法流程图，包括：
301：GPU获取***中GPU的个数，根据所述GPU的个数将投影角度平均划分成多个投影角度范围，所述投影角度范围的个数与GPU个数相同。
302：GPU获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的投影角度范围。
303：GPU获取三维图像中每个坐标位置的像素值。
304：GPU根据所述像素值按照实施例一所述的正向投影的方法并行计算所述投影角度范围下探测器的平面探测器单元的投影值。
为了进一步提高投影方法中正向投影的速度，可以采用多个图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)同时并行处理。将三维图像的投影角度β按照GPU的个数平均分成多个投影角度范围，投影角度范围的个数与GPU的个数相同。每个GPU处理该GPU对应的投影角度范围的三维图像中的三维体素，计算该投影角度范围下的探测器的平面探测器单元的投影值。
举例说明：若采用3个GPU并行计算，三维图像的投影角度β为360°，将投影角度β平均分成三份，其中，一个GPU处理投影角度β为0～120°的坐标位置的三维体素，一个GPU处理投影角度β为121°～240°坐标位置的三维体素，一个GPU处理投影角度β为241°～360°坐标位置的三维体素。
这里需要说明的是，上述实例仅是为了更好的理解本发明的实施方式，不仅限于上述实例的描述，具体实现时还可以采用其他个数的GPU进行并行处理，实现方法类似，这里不再赘述。
每个GPU计算探测器的平面探测器单元的投影值的方法(正向投影的方法)与图1所示的方法中的正向投影的方法类似，仅仅是每个GPU处理不同投影角度β的坐标位置的三维体素，参考图1所示的计算探测器的平面探测器单元的投影值的方法，这里不再赘述。
在一个例子中，还包括：
GPU根据所述GPU的个数将所述三维图像的横坐标或纵坐标平均划分成多个坐标范围，所述坐标范围的个数与GPU的个数相同；
GPU获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的坐标范围；
GPU获取探测器的平面中每个探测器单元的测量值；
GPU根据属于所述坐标范围的所有测量值按照上述反向投影的方法并行计算所述坐标范围下所述三维图像中三维体素的反向投影值。
为了进一步提高投影方法中反向投影的速度，可以采用多个GPU同时并行处理。将三维图像的横坐标x或纵坐标y平均划分成多个坐标范围，所述坐标范围的个数与GPU的个数相同。每个GPU处理该GPU对应的坐标范围的三维图像中的三维体素，计算该坐标范围下的三维图像中三维体素的反向投影值。
举例说明：若采用3个GPU并行计算，三维图像的横坐标x的范围为(-6,6)，将横坐标x平均分成三份，其中，一个GPU处理横坐标x为(-6，-2)的坐标位置的三维体素，一个GPU处理横坐标x为(-2，2)坐标位置的三维体素，一个GPU处理横坐标x为(2，6)坐标位置的三维体素。
举例说明：若采用2个GPU并行计算，三维图像的横坐标y的范围为(-2,2)，将横坐标y平均分成两份，其中，一个GPU处理横坐标x为(-2，0)的坐标位置的三维体素，另一个GPU处理横坐标x为(0，2)坐标位置的三维体素。
这里需要说明的是，上述实例仅是为了更好的理解本发明的实施方式，不仅限于上述实例的描述，具体实现时还可以采用其他个数的GPU进行并行处理，实现方法类似，这里不再赘述。
每个GPU计算三维图像中三维体素的反向投影值的方法(反向投影的方法)与图1所示的方法中反向投影的方法类似，仅仅是每个GPU处理不同坐标位置的三维体素，参考图1所示的计算三维图像中三维体素的反向投影值的方法，这里不再赘述。
举例说明:采用不同个数的GPU进行正向投影和反向投影计算时，所需的时间的比较，如表5和表6所示。
表5轴位CT运行时间比较
正向投影时间(s) 反向投影时间(s)
一个GPU 7.92 5.62
二个GPU 4.03 2.89
三个GPU 2.78 1.94
表6 8圈螺旋CT运行时间比较
正向投影时间(s) 反向投影时间(s)
一个GPU 57.23 38.67
二个GPU 28.98 19.52
三个GPU 20.10 13.42
由上述数据可以看出，所采用的GPU个数越多，进行前向投影和后向投影计算所需的时间越短。
实施例三
图4为本发明实施例提供的基于可分离足迹函数技术的投影装置结构示意图，包括：
第一获取模块401，用于获取三维图像中每个坐标位置的三维体素的像素值。
第一计算模块402，用于在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维体素投影到探测器的水平方向上的模糊足迹函数，所述水平方向是所述三维图像的横截面在所述探测器的投影方向。
第二计算模块403，用于根据所述像素值在所述探测器的轴方向上并行计算所述探测器的轴方向上的投影值，所述轴方向上的投影值是所述探测器的轴方向的模糊足迹函数与所述像素值的乘积在所述三维图像的轴方向的和。
第三计算模块404，用于在所述探测器的平面上并行计算所述水平方向上的模糊足迹函数与所述轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器的平面每个探测器单元的投影值。
在一个例子中，所述第三模块包括多个第四单元，所述第四单元的个数与所述探测器的平面上探测器单元的个数相同；每个所述第四单元包括：
第一获取子单元，用于获取所述三维图像中每个坐标位置的三维体素在探测器的水平方向上的投影范围；
查找子单元，用于查找对探测器单元所有有贡献的投影范围，所述有贡献的投影范围包括所述探测器单元的水平坐标值；
第二获取子单元，用于获取所有有贡献的投影范围所对应的三维体素作为有贡献的三维体素；
第一计算子单元，用于利用所述有贡献的三维体素的水平方向上的模糊足迹函数和轴方向上的投影值的乘积计算所述探测器单元的投影值。
在一个例子中，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取探测器平面上每个探测器单元的测量值；
第四计算模块，用于根据所述水平方向上的模糊足迹函数，所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值。
在一个例子中，所述第四计算模块包括多个第二计算子单元和多个第三计算子单元，所述第二子单元的个数与所述三维图像的横截面上三维体素的个数相同，所述第三计算子单元与所述三维图像的三维体素的个数相同；
所述第二计算子单元，用于根据所述水平方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维图像的三维体素的投影值，所述三维图像的三维体素的投影值是水平方向上的模糊足迹函数与所述探测器平面的测量值的乘积在所述三维图像的横截面的三维体素上的和；
所述第三子单元，用于根据所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述横截面上三维体素的投影值在所述三维图像的每个坐标位置并行计算所述三维图像中每个坐标位置的投影值，所述投影值为所述横截面上三维体素的投影值与所述轴方向上的模糊足迹函数的乘积在所述三维图像的坐标位置的和。
图5为本发明实施例提供的一种GPU结构示意图，图5所示的GPU应用于多GPU的***中，该***中每个GPU都与图5所示的GPU相同，包括：
第一划分模块501，用于获取***中GPU的个数，根据所述GPU的个数将投影角度平均划分成多个投影角度范围，所述投影角度范围的个数与GPU个数相同。
第一获取模块502，用于获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的投影角度范围。
第二获取模块503，用于获取三维图像中每个坐标位置的像素值。
第一计算模块504，用于根据所述像素值按照实施例一中所述的正向投影的方法并行计算所述投影角度范围下探测器的平面探测器单元的投影值。
在一个例子中，所述GPU还包括：
第二划分模块，用于根据所述GPU的个数将所述三维图像的横坐标或纵坐标平均划分成多个坐标范围，所述坐标范围的个数与GPU的个数相同；
第三获取模块，用于获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的坐标范围；
第四获取模块，用于获取探测器的平面中每个探测器单元的测量值；
第二计算模块，用于根据属于所述坐标范围的所有测量值按照实施例一中反向投影所述的方法并行计算所述坐标范围下所述三维图像中三维体素的投影值。
图6为本发明实施例提供的基于可分离足迹函数技术的投影***结构示意图，包括：
至少两个图5所示的GPU。
实施例四
图7为本发明实施例提供的基于可分离足迹函数技术的投影装置硬件结构示意图，包括：
存储器701，以及与所述存储器701相连的处理器702；
所述存储器701被配置于存储指令，所述处理器702被配置于从所述存储器701中调用所述指令执行，所述指令包括：
获取三维图像中每个坐标位置的三维体素的像素值；
在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维体素投影到探测器的水平方向上的模糊足迹函数，所述水平方向是所述三维图像的横截面在所述探测器的投影方向；
根据所述像素值在所述探测器的轴方向上并行计算所述探测器的轴方向上的投影值，所述轴方向上的投影值是所述探测器的轴方向的模糊足迹函数与所述像素值的乘积在所述三维图像的轴方向的和；
在所述探测器的平面上并行计算所述水平方向上的模糊足迹函数与所述轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器的平面每个探测器单元的投影值。
在一个例子中，所述计算每个探测器单元的投影值的指令包括：
获取所述三维图像中每个坐标位置的三维体素在探测器的水平方向上的投影范围；
查找对探测器单元所有有贡献的投影范围，所述有贡献的投影范围包括所述探测器单元的水平坐标值；
获取所有有贡献的投影范围所对应的三维体素作为有贡献的三维体素；
利用所述有贡献的三维体素的水平方向上的模糊足迹函数和轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器单元的投影值。
在一个例子中，所述指令还包括：
获取探测器平面上每个探测器单元的测量值；
根据所述水平方向上的模糊足迹函数，所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值。
在上述例子中，所述根据探测器平面的测量值在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值的指令包括：
根据所述水平方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维图像的三维体素的投影值，所述三维图像的三维体素的投影值是水平方向上的模糊足迹函数与所述探测器平面的测量值的乘积在所述三维图像的横截面的三维体素上的和；
根据所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述横截面上三维体素的投影值在所述三维图像的每个坐标位置并行计算所述三维图像中每个坐标位置的投影值，所述投影值为所述横截面上三维体素的投影值与所述轴方向上的模糊足迹函数的乘积在所述三维图像的坐标位置的和。
其中，所述水平方向上的模糊足迹函数是梯形函数或矩形函数。
其中，所述轴方向上的模糊足迹函数是梯形函数或矩形函数。
图8为本发明实施例提供的一种GPU硬件结构示意图，图8所示的GPU应用于多GPU的***中，该***中每个GPU都与图8所示的GPU相同，包括：
存储器801，以及与所述存储器801相连的处理器802；
所述存储器801被配置于存储指令，所述处理器802被配置于从所述存储器801中调用指令执行，所述指令包括：
获取***中GPU的个数，根据所述GPU的个数将投影角度平均划分成多个投影角度范围，所述投影角度范围的个数与GPU个数相同；
获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的投影角度范围；
获取三维图像中每个坐标位置的像素值；
根据所述像素值按照实施例一所述的正向投影的方法并行计算所述投影角度范围下探测器的平面探测器单元的投影值。
在一个例子中，所述指令还包括：
根据所述GPU的个数将所述三维图像的横坐标或纵坐标平均划分成多个坐标范围，所述坐标范围的个数与GPU的个数相同；
获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的坐标范围；
获取探测器的平面中每个探测器单元的测量值；
根据属于所述坐标范围的所有测量值按照实施例一所述的反向投影的方法并行计算所述坐标范围下所述三维图像中三维体素的反向投影值。
图9为本发明实施例提供的基于可分离足迹函数技术的投影***硬件结构示意图，包括：
至少两个图8所示的GPU。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种基于可分离足迹函数技术的投影方法，其特征在于，所述方法包括：
获取三维图像中每个坐标位置的三维体素的像素值；
在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维体素投影到探测器的水平方向上的模糊足迹函数，所述水平方向是所述三维图像的横截面在所述探测器的投影方向；
根据所述像素值在所述探测器的轴方向上并行计算所述探测器的轴方向上的投影值，所述轴方向上的投影值是所述探测器的轴方向的模糊足迹函数与所述像素值的乘积在所述三维图像的轴方向的和；
在所述探测器的平面上并行计算所述水平方向上的模糊足迹函数与所述轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器的平面每个探测器单元的投影值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算每个探测器单元的投影值包括：
获取所述三维图像中每个坐标位置的三维体素在探测器的水平方向上的投影范围；
查找对探测器单元所有有贡献的投影范围，所述有贡献的投影范围包括所述探测器单元的水平坐标值；
获取所有有贡献的投影范围所对应的三维体素作为有贡献的三维体素；
利用所述有贡献的三维体素的水平方向上的模糊足迹函数和轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器单元的投影值。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取探测器平面上每个探测器单元的测量值；
根据所述水平方向上的模糊足迹函数，所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据探测器平面的测量值在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值包括：
根据所述水平方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维图像的三维体素的投影值，所述三维图像的三维体素的投影值是水平方向上的模糊足迹函数与所述探测器平面的测量值的乘积在所述三维图像的横截面的三维体素上的和；
根据所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述横截面上三维体素的投影值在所述三维图像的每个坐标位置并行计算所述三维图像中每个坐标位置的投影值，所述投影值为所述横截面上三维体素的投影值与所述轴方向上的模糊足迹函数的乘积在所述三维图像的坐标位置的和。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，
所述水平方向上的模糊足迹函数是梯形函数或矩形函数。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，
所述轴方向上的模糊足迹函数是梯形函数或矩形函数。
7.一种多GPU实现的投影方法，其特征在于，所述方法包括：
GPU获取***中GPU的个数，根据所述GPU的个数将投影角度平均划分成多个投影角度范围，所述投影角度范围的个数与GPU个数相同；
GPU获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的投影角度范围；
GPU获取三维图像中每个坐标位置的像素值；
GPU根据所述像素值按照权利要求1-2任意一项所述方法并行计算所述投影角度范围下探测器的平面探测器单元的投影值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
GPU根据所述GPU的个数将所述三维图像的横坐标或纵坐标平均划分成多个坐标范围，所述坐标范围的个数与GPU的个数相同；
GPU获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的坐标范围；
GPU获取探测器的平面中每个探测器单元的测量值；
GPU根据属于所述坐标范围的所有测量值按照权利要求3-4任意一项所述方法并行计算所述坐标范围下所述三维图像中三维体素的反向投影值。
9.一种基于可分离足迹函数技术的投影装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取三维图像中每个坐标位置的三维体素的像素值；
第一计算模块，用于在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维体素投影到探测器的水平方向上的模糊足迹函数，所述水平方向是所述三维图像的横截面在所述探测器的投影方向；
第二计算模块，用于根据所述像素值在所述探测器的轴方向上并行计算所述探测器的轴方向上的投影值，所述轴方向上的投影值是所述探测器的轴方向的模糊足迹函数与所述像素值的乘积在所述三维图像的轴方向的和；
第三计算模块，用于在所述探测器的平面上并行计算所述水平方向上的模糊足迹函数与所述轴方向上的投影值的乘积获得所述探测器的平面每个探测器单元的投影值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述第三模块包括多个第四单元，所述第四单元的个数与所述探测器的平面上探测器单元的个数相同；每个所述第四单元包括：
第一获取子单元，用于获取所述三维图像中每个坐标位置的三维体素在探测器的水平方向上的投影范围；
查找子单元，用于查找对探测器单元所有有贡献的投影范围，所述有贡献的投影范围包括所述探测器单元的水平坐标值；
第二获取子单元，用于获取所有有贡献的投影范围所对应的三维体素作为有贡献的三维体素；
第一计算子单元，用于利用所述有贡献的三维体素的水平方向上的模糊足迹函数和轴方向上的投影值的乘积计算所述探测器单元的投影值。
11.根据权利要求9-10任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取探测器平面上每个探测器单元的测量值；
第四计算模块，用于根据所述水平方向上的模糊足迹函数，所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的每个坐标位置上并行计算所述三维图像中每个坐标位置的反向投影值。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
所述第四计算模块包括多个第二计算子单元和多个第三计算子单元，所述第二子单元的个数与所述三维图像的横截面上三维体素的个数相同，所述第三计算子单元与所述三维图像的三维体素的个数相同；
所述第二计算子单元，用于根据所述水平方向上的模糊足迹函数以及所述探测器平面上每个探测器单元的测量值在所述三维图像的横截面上并行计算所述三维图像的三维体素的投影值，所述三维图像的三维体素的投影值是水平方向上的模糊足迹函数与所述探测器平面的测量值的乘积在所述三维图像的横截面的三维体素上的和；
所述第三子单元，用于根据所述轴方向上的模糊足迹函数以及所述横截面上三维体素的投影值在所述三维图像的每个坐标位置并行计算所述三维图像中每个坐标位置的投影值，所述投影值为所述横截面上三维体素的投影值与所述轴方向上的模糊足迹函数的乘积在所述三维图像的坐标位置的和。
13.一种GPU，其特征在于，所述GPU包括：
第一划分模块，用于获取***中GPU的个数，根据所述GPU的个数将投影角度平均划分成多个投影角度范围，所述投影角度范围的个数与GPU个数相同；
第一获取模块，用于获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的投影角度范围；
第二获取模块，用于获取三维图像中每个坐标位置的像素值；
第一计算模块，用于根据所述像素值按照权利要求1-2任意一项所述的方法并行计算所述投影角度范围下探测器的平面探测器单元的投影值。
14.根据权利要求13所述的GPU，其特征在于，所述GPU还包括：
第二划分模块，用于根据所述GPU的个数将所述三维图像的横坐标或纵坐标平均划分成多个坐标范围，所述坐标范围的个数与GPU的个数相同；
第三获取模块，用于获取所述GPU的设备编号，根据所述设备编号获取属于所述GPU的坐标范围；
第四获取模块，用于获取探测器的平面中每个探测器单元的测量值；
第二计算模块，用于根据属于所述坐标范围的所有测量值按照权利要求3-4任意一项所述方法并行计算所述坐标范围下所述三维图像中三维体素的投影值。
15.一种基于可分离足迹函数技术的投影***，其特征在于，所述***包括：
至少两个权利要求13-14任意一项所述的GPU。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112215953A (zh) * 2020-11-10 2021-01-12 中国科学院高能物理研究所 图像重建方法、装置与电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040013294A1 (en) * 2002-04-15 2004-01-22 Bernard De Man Bruno Kristiaan Three-dimensional reprojection and backprojection methods and algorithms for implementation thereof
CN101370430A (zh) * 2006-01-24 2009-02-18 株式会社岛津制作所 X射线摄像装置
US20120051626A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-01 Yong Long Three-dimensional forward and back projection methods
CN102456227B (zh) * 2010-10-28 2015-05-27 清华大学 Ct图像重建方法及装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040013294A1 (en) * 2002-04-15 2004-01-22 Bernard De Man Bruno Kristiaan Three-dimensional reprojection and backprojection methods and algorithms for implementation thereof
CN101370430A (zh) * 2006-01-24 2009-02-18 株式会社岛津制作所 X射线摄像装置
US20120051626A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-01 Yong Long Three-dimensional forward and back projection methods
CN102456227B (zh) * 2010-10-28 2015-05-27 清华大学 Ct图像重建方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MENG WU 等: "GPU Acceleration of 3D Forward and Backward Projection Using Separable Footprints for X-ray CT Image Reconstruction", 《3RD WORKSHOP ON HIGH PERFORMANCE IMAGE RECONSTRUCTION》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112215953A (zh) * 2020-11-10 2021-01-12 中国科学院高能物理研究所 图像重建方法、装置与电子设备
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