论文部分内容阅读
光学相干断层成像(光学相干断层扫描技术,Optical Coherence Tomography,以下简称为OCT)技术是一种兴起于上世纪末的光学信号探测技术。该技术可以对光学散射介质比如生物组织等进行扫描。它具有微米级的轴向分辨率,毫米级的探测深度,可进行高速、无接触、无损检测。凭借系统优异的性能,OCT技术已经在生物医学领域成熟应用,尤其是在眼科中用于疾病的检测和治疗。自从1991年诞生以来,实验室条件下的OCT系统采集速率从400增长到20M A-line/s。市面上的SDOCT系统能够在30-95KHz的采集速率下生成高质量的2D Bscan图像。最快的SDOCT系统利用多个相机已经能达到500KHz的A-line扫描速率[1]。传统基于CPU(中央处理器)的计算平台在处理OCT数据方面遇到了瓶颈,无法满足OCT数据处理计算在速度、内存方面的需求,GPU(图形处理器)的出现解决了这一问题。GPU是电脑图形显示卡上负责图像运算工作的微处理器。著名的显示卡公司NVIDIA为其主流显卡产品设计了专门的GPU并行计算工具包,称之为CUDA(Compute Unified Device Architecture,统一计算架构)。利用CUDA技术,可以控制显卡内部成百上千个内处理器做为线程处理器去解决密集的数据计算。本文针对传统CPU处理OCT数据速度慢,不能满足实时显示要求的不足,以图形处理器GTX TITAN为计算单元,将GPU统一计算架构(CUDA)引入OCT系统成像的数据处理过程中,实现数据处理的并行化,并对相关的算法和运算进行优化,解决了影响OCT系统实时成像的技术瓶颈,并实现了Windows系统下的实时成像和存储软件。实验结果最终表明,采用GPU进行优化的模式所实现成像数据的处理速度,较传统仅基于CPU平台的串行计算模式执行同样数据处理的速度大幅度提高,达到了实验室2D实时成像的要求,并且无需改变现有OCT设备,仅使用普通的家用图形显卡,经济、节能,有较好的应用前景。