GPU加速FD-OCT系统实时图像重建的研究与实现

来源 :佛山科学技术学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ming9981
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
频域光学相干层析成像(Fourier Domain Optical Coherence Tomography,FD-OCT)系统的成像速度取决于相机采集速度和图像重建速度。目前的线阵相机技术完全能实现对大型图像数据的实时采集。但是采集到的图像数据特别大且每一线数据都是相互独立的,并且按照同一重建算法进行图像重建,计算量大且重复。因此如何让图像数据的每一线数据实现并行计算,提高FD-OCT图像重建速度是实时成像的关键核心工程问题。为了解决这一工程问题,本论文采用新型RTX 2080Ti显卡作为FD-OCT系统图像重建的计算处理器,通过把图像数据的每一线数据分配到不同的计算核心中进行同时并行的计算,大大提高计算速度,实现系统实时图像重建。相比传统GPU显卡,RTX 2080Ti显卡拥有更多计算核心(4352个核心单元)和更大显存容量(11G)、单精度浮点数计算能力比GTX1060显卡提升了 76%,保证了图像数据能够并行分配给更多的计算核心进行计算,实现实时图像重建。在程序设计中,使用CUDAC语言编写图像重建的程序。FD-OCT系统采集到的干涉信号数据和中间变量的传输部分使用了页锁定内存,GPU设备端能直接通过访问页锁定内存在主机端复制数据,干涉信号数据进入GPU中传输速率更快;在FD-OCT系统背景信号处理部分使用了共享内存读写背景信号数据,作为线程块中的内存块,线程块中的线程能直接访问,相比访问其他内存速度要高出一个数量级。所以将背景信号处理过程中反复被调用的中间变量存放在共享内存中,可以减少内存访问延时,提高计算效率,加速加快图像重建过程。通过实验结果数据对比分析,在对大小为1000线×1024像素/线的图像数据进行重建任务时,RTX 2080Ti显卡的计算速度相比CPU处理平台速度提高了 22倍,相比GTX1060显卡的计算速度提高了 2倍,整帧计算时间为10.5ms,能够保证在系统相机(线速度为92kHz/s)采集完一帧图像的同时完成一帧图像重建的计算,达到92帧/秒的实时图像重建。最后将该系统应用到多层光学视窗的中间胶层厚度测量中,提高多层光学视窗测量的速度和精度。
其他文献
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位
在集约化设施蔬菜土壤,过量施用氮肥与磷肥会导致严重的氮磷淋洗,这已是一个普遍存在的生产与环境问题。于休闲时期种植一季填闲作物吸收土壤中盈余氮磷以减少氮磷淋失是一种有效技术措施。本研究于位于广东地区的两个典型设施蔬菜地(佛山三水区-蔬菜基地和梅州兴宁-蔬菜基地)开展,首先在三水选用四个时兴苋菜品种(胆红苋、台红苋、南星苋和白尖翠苋)、辣椒叶与萝卜苗作为填闲作物,评价其对土壤淋洗液p H、无机氮磷浓度
微电子与信息技术的飞速发展推动了移动便携设备的发展。为了获得更好的便携体验,电子设备逐渐向更便捷、功耗更低等方向发展;此外,单芯片集成多功能模块对电源管理技术提出了各种不同的新需求。RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别,是一种通信技术,利用射频信号识别特定物体。该技术具备多方面的优势,被广泛应用于服装行业、物流管理、电子支付等各界领域。RF