基于多FPGA的医学图像分块重建系统及其方法技术方案

本发明专利技术公布了一种基于多FPGA的医学图像分块重建系统和方法，重建系统包括接入统一互联网络的控制单元、多个FPGA处理单元和用来连接FPGA的连接部件。重建方法利用上述医学图像分块重建系统，通过图像内容的划分和测量数据的拟合方法，对图像内容f和测量数据g分别进行划分为图像分块fi和测量数据分块gi，同时在求解过程中对测量数据分块gi进行自我更新，由此将现有图像重建方法改进为新的分块重建方法。本发明专利技术技术方案基于多FPGA互连实现对任意大小的医学图像的高能效重建，能够取得高能效的加速效果，可以充分适应未来高分辨率图像重建的需求。

A multi FPGA based medical image block reconstruction system and its method

The invention discloses a multi FPGA based medical image block reconstruction system and method. The reconstruction system includes a control unit accessing to the unified internetwork, a plurality of FPGA processing units and a connecting component for connecting FPGA. The reconstruction method of medical image block reconstruction system, by fitting method to divide the image content and measurement data, the image content of F and G measurement data are divided respectively into image block FI and block GI measurement data, at the same time in the process of solving block GI on the measurement data of self update, which will be reconstructed the existing methods for improved image block reconstruction method of new. The technical scheme of the invention is based on multi FPGA interconnection to achieve high-energy reconstruction for any size of medical images, and can achieve high energy acceleration effect, and it can fully meet the needs of high-resolution image reconstruction in the future.

【技术实现步骤摘要】
基于多FPGA的医学图像分块重建系统及其方法
本专利技术涉及图像重建技术，具体涉及一种多FPGA(Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)的医学图像快速分块重建系统及其方法。
技术介绍
目前，在医学图像领域中，对快速图像重建的需求从算法出现的第一天起就一直存在。在临床治疗中，基于X射线的计算机断层成像技术(X-rayComputedTomography,XCT)的重建算法被广泛的应用。目前的迭代式XCT算法具有数据量大、计算复杂度高和重建时间长的种种问题。因此，XCT图像重建速度是非常重要的指标。目前，对XCT重建的加速研究是该领域的热点和难点。近年来，研究热点主要集中于采用FPGA(Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)、GPU(GraphicsProcessingUnit，图形处理器)等一系列硬件的加速方法。FPGA是一种通用的可编程器件，其可定制性和可重构性使得其具有很高的灵活性。目前，利用FPGA实现医学图像的快速重建，是该领域的重要研究方向。在FPGA加速XCT重建的研究中，一个普遍存在的问题是如何对大规本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医学图像分块重建系统，包括接入统一互联网络的控制单元、多个FPGA处理单元和用来连接FPGA的连接部件，所述系统基于多FPGA互连实现对任意大小的医学图像的高能效重建。

【技术特征摘要】
1.一种医学图像分块重建系统，包括接入统一互联网络的控制单元、多个FPGA处理单元和用来连接FPGA的连接部件，所述系统基于多FPGA互连实现对任意大小的医学图像的高能效重建。2.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述互联网络采用总线式的主从分布结构。3.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述的控制单元由软件或硬件方式实现；所述的控制单元为具有调度与传输数据能力的中央处理器、嵌入式处理器或者位于FPGA上的软处理器。4.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述的控制单元包括数据发送模块、数据接收模块、命令发送模块、响应接收模块、互联控制模块和计算同步模块；所述数据发送模块用于向FPGA处理单元发送图像和测量数据；所述数据接收模块从FPGA处理单元获取数据，用来在每个迭代阶段进行测量数据gi的更新；所述命令发送模块用于在迭代过程中驱动不同的FPGA处理单元；所述响应接收模块用来记录FPGA处理单元的运行状态；所述互联控制模块用来在物理层面连接控制单元和FPGA处理单元；所述计算同步模块，在每轮迭代完成之后，更新每个迭代阶段进行测量数据gi。5.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述的FPGA处理单元是一个FPGA；或者通过FPGA划分的方法，由多个FPGA充当；所述FPGA处理单元包含数据接收模块、数据传输模块和互联控制模块；所述数据接收模块用来接收从控制单元发送过来的数据；所述数据传输模块用来向控制单元发送数据，并和其他FPGA处理单元进行通信；所述互联控制模块用于控制和其他FPGA的通信。6.如权利要求1～5所述的系统，其特征是，当单个的FPGA处理单元内部存在多个计算单元PE时，每个PE内部包括存储单...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗国杰，张文泰，姜明，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11