基于GPU并行计算的X射线动态显微CT的快速重构

TP399; 上海光源X射线成像线站的X射线动态显微计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)的用户实验产生了海量投影数据,采用基于CPU串行计算的CT重构方法速度慢,将导致实验数据的大量积压.图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)因其多核架构、可大规模并行化的特点,在高性能计算领域得到广泛应用,将其用于CT重构,有望实现X射线动态显微CT的快速重构.采用CUDA编程标准,将滤波反投影(Filtered Back Projection,FBP)CT重构算法的反投影运算进行并行化设计,并在NVDIA RTX2080的GPU上成功实现了CT重构的...

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Published in核技术 Vol. 44; no. 6; pp. 1 - 8
Main Authors 张园, 谢红兰, 杜国浩, 许明伟, 薛艳玲, 肖体乔
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源 上海 201204 15.06.2021
中国科学院大学 北京 100049
中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
Subjects
CT重构
GPU
并行计算
X射线动态显微CT
快速X射线成像
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ISSN0253-3219
DOI10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.060101

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Abstract TP399; 上海光源X射线成像线站的X射线动态显微计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)的用户实验产生了海量投影数据,采用基于CPU串行计算的CT重构方法速度慢,将导致实验数据的大量积压.图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)因其多核架构、可大规模并行化的特点,在高性能计算领域得到广泛应用,将其用于CT重构,有望实现X射线动态显微CT的快速重构.采用CUDA编程标准,将滤波反投影(Filtered Back Projection,FBP)CT重构算法的反投影运算进行并行化设计,并在NVDIA RTX2080的GPU上成功实现了CT重构的并行计算.与基于CPU串行计算的CT重构时间的对比结果表明:基于GPU并行计算的CT重构获得了200倍左右的加速比,一套CT数据所需的重构时间由分钟级降低到了秒级.借助GPU强大的计算能力可以实现X射线动态显微CT的快速重构.
AbstractList TP399; 上海光源X射线成像线站的X射线动态显微计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)的用户实验产生了海量投影数据,采用基于CPU串行计算的CT重构方法速度慢,将导致实验数据的大量积压.图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)因其多核架构、可大规模并行化的特点,在高性能计算领域得到广泛应用,将其用于CT重构,有望实现X射线动态显微CT的快速重构.采用CUDA编程标准,将滤波反投影(Filtered Back Projection,FBP)CT重构算法的反投影运算进行并行化设计,并在NVDIA RTX2080的GPU上成功实现了CT重构的并行计算.与基于CPU串行计算的CT重构时间的对比结果表明:基于GPU并行计算的CT重构获得了200倍左右的加速比,一套CT数据所需的重构时间由分钟级降低到了秒级.借助GPU强大的计算能力可以实现X射线动态显微CT的快速重构.
Author 许明伟
肖体乔
谢红兰
张园
杜国浩
薛艳玲
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Title 基于GPU并行计算的X射线动态显微CT的快速重构
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