一种针对医学影像的滤波系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种针对医学影像的滤波系统及方法，滤波系统包括图形处理单元，包括：m个处理块，每一处理块包括：n个处理单元，每一处理单元对应一处理线程，所有处理线程呈并行处理；每一处理单元预设有窗宽为q的中值滤波处理窗，当处理单元接收p个浮点数时，自浮点数的首位起，计算q个连续浮点数中的中位数并存储为第一输出中值；当处理单元基于前一中值滤波处理窗输出中值数后，处理单元后移一位浮点数并再次计算q个连续浮点数中的中位数并存储为第二输出中值，直至所有浮点数均被计算；所有处理单元拼接中值数组以形成中值数列。由此，中值滤波算法中大幅减少了if、else处理，有利于CUDA多核多线程操作相同的过程，大幅提高运算效率。运算效率。运算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种针对医学影像的滤波系统及方法


[0001]本专利技术涉及医学影像处理领域，尤其涉及一种针对医学影像的滤波系统及方法。

技术介绍

[0002]CT图像中常出现环形伪影，造成该问题的原因在于探测器校准不当或者探测器缺陷。为去除环形伪影，通常采用中值滤波方式。
[0003]中值滤波是一种非线性算法，可以去除孤立的噪声，同时可以保留边缘信息，比线性平滑滤波器更有效。中值滤波的主要缺点在于计算成本巨大，特别是针对滤波窗口比较大的情况。中值滤波需要先对窗口内的数值进行数值排序，例如：一维中值滤波窗口宽度M，需要对M个数据递归循环遍历直到找到中位数，取中位值作为输出值。现常见的排序方法如冒泡、选择等排序算法，需要两个for循环，每次只关注一个元素，平均时间复杂度为O(n2)(一遍找元素O(n)，一遍找位置O(n))且需要大量的if、else等比较分支操作，一旦分支操作越多，数据处理速度越慢。
[0004]因此，需要一种新型的中值滤波的系统结构及方法，可明显地提高中值滤波的运算速度。

技术实现思路

[0005]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种针对医学影像的滤波系统及方法，中值滤波算法中大幅减少了if、else处理，有利于CUDA多核多线程操作相同的过程，大幅提高运算效率。
[0006]本专利技术公开了一种针对医学影像的滤波系统，滤波系统包括图形处理单元，图形处理单元包括：
[0007]m个处理块，每一处理块包括：
[0008]n个处理单元，每一处理单元对应一处理线程，所有处理线程呈并行处理；
[0009]每一处理单元预设有窗宽为q的中值滤波处理窗，当处理单元接收p个浮点数时，自浮点数的首位起，基于中值滤波处理窗计算q个连续浮点数中的中位数并存储为第一输出中值，其中q＜p；
[0010]当处理单元基于前一中值滤波处理窗输出中值数后，处理单元后移一位浮点数并再次计算q个连续浮点数中的中位数并存储为第二输出中值，直至所有浮点数均被计算，使得处理单元形成中值数组；
[0011]所有处理单元拼接中值数组以形成中值数列。
[0012]优选地，滤波系统还包括中央处理单元，与图形处理单元连接；
[0013]图形处理单元自中央处理单元接收待滤波数据，并将中值数列回传至中央处理单元；
[0014]图形处理单元接收T个浮点数后，将T个浮点数按照每p个浮点数分段，并输入至每一处理单元内；
[0015]每一处理单元向图形处理单元申请划分q个数据大小的共享内存，并将每次中值滤波处理窗的排序结果存储至共享内存，及将中值数据存储至处理块的全局内存。
[0016]优选地，处理单元自浮点数的首位起，基于冒泡算法计算q个连续浮点数中的中位数为第一输出中值；
[0017]处理单元将中值滤波处理窗中的首位删除，于中值滤波处理窗中补入无穷大数后，将邻接于中值滤波处理窗的后一浮点数代入并排序，并将更新后的中值滤波处理窗内的浮点数的中位数输出为第二输出中值；
[0018]处理单元反复更新中值滤波处理窗及输出的第N输出中值，直至浮点数的末位更新至中值滤波处理窗后输出第p
‑
q+1输出中值。
[0019]优选地，处理单元基于min/max算子对代入有后一浮点数的中值滤波处理窗内的数值排序。
[0020]本专利技术还公开了一种针对医学影像的滤波方法，包括以下步骤：
[0021]配置一图形处理单元，图形处理单元包括：m个处理块，每一处理块包括：n个处理单元，每一处理单元对应一处理线程，所有处理线程呈并行处理；
[0022]每一处理单元预设有窗宽为q的中值滤波处理窗，当处理单元接收p个浮点数时，自浮点数的首位起，基于中值滤波处理窗计算q个连续浮点数中的中位数并存储为第一输出中值，其中q＜p；
[0023]当处理单元基于前一中值滤波处理窗输出中值数后，处理单元后移一位浮点数并再次计算q个连续浮点数中的中位数并存储为第二输出中值，直至所有浮点数均被计算，使得处理单元形成中值数组；
[0024]所有处理单元拼接中值数组以形成中值数列。
[0025]优选地，配置一图形处理单元，图形处理单元包括：m个处理块，每一处理块包括：n个处理单元，每一处理单元对应一处理线程，所有处理线程呈并行处理的步骤包括：
[0026]滤波系统还包括中央处理单元，与图形处理单元连接；
[0027]图形处理单元自中央处理单元接收待滤波数据，并将中值数列回传至中央处理单元；
[0028]当处理单元接收p个浮点数时，自浮点数的首位起，基于中值滤波处理窗计算q个连续浮点数中的中位数并存储为第一输出中值的步骤包括：
[0029]图形处理单元接收T个浮点数后，将T个浮点数按照每p个浮点数分段，并输入至每一处理单元内；
[0030]每一处理单元向图形处理单元申请划分q个数据大小的共享内存，并将每次中值滤波处理窗的排序结果存储至共享内存，及将中值数据存储至处理块的全局内存。
[0031]优选地，当处理单元基于前一中值滤波处理窗输出中值数后，处理单元后移一位浮点数并再次计算q个连续浮点数中的中位数并存储为第二输出中值，直至所有浮点数均被计算，使得处理单元形成中值数组的步骤包括：
[0032]处理单元自浮点数的首位起，基于冒泡算法计算q个连续浮点数中的中位数为第一输出中值；
[0033]处理单元将中值滤波处理窗中的首位删除，于中值滤波处理窗中补入无穷大数后，将邻接于中值滤波处理窗的后一浮点数代入并排序，并将更新后的中值滤波处理窗内
的浮点数的中位数输出为第二输出中值；
[0034]处理单元反复更新中值滤波处理窗及输出的第N输出中值，直至浮点数的末位更新至中值滤波处理窗后输出第p
‑
q+1输出中值。
[0035]优选地，处理单元基于min/max算子对代入有后一浮点数的中值滤波处理窗内的数值排序。
[0036]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0037]1.基于图形处理单元存储数据时，可利用共享内存具有的低延迟特性和并行性，大幅度提高数据处理速度；
[0038]2.中值滤波方式中，大幅减少if、else处理，减少分叉型逻辑判断后可提高运算效率。
附图说明
[0039]图1为符合本专利技术一优选实施例中图形处理单元的模型结构示意图；
[0040]图2a为符合本专利技术一优选实施例中待中值滤波的浮点数示意图；
[0041]图2b为符合本专利技术一优选实施例中待经中值滤波处理窗排序后的浮点数示意图；
[0042]图2c为符合本专利技术一优选实施例中待更新的中值滤波处理窗排序后的浮点数示意图；
[0043]图2d为符合本专利技术一优选实施例中待更新的中值滤波处理窗排序后的浮点数示意图；
[0044]图3a为符合本专利技术一优选实施中处理块对浮点数的分段示意图；
[0045]图3b本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对医学影像的滤波系统，其特征在于，所述滤波系统包括图形处理单元，所述图形处理单元包括：m个处理块，每一所述处理块包括：n个处理单元，每一处理单元对应一处理线程，所有所述处理线程呈并行处理；每一所述处理单元预设有窗宽为q的中值滤波处理窗，当所述处理单元接收p个浮点数时，自所述浮点数的首位起，基于所述中值滤波处理窗计算q个连续浮点数中的中位数并存储为第一输出中值，其中q＜p；当处理单元基于前一中值滤波处理窗输出中值数后，所述处理单元后移一位浮点数并再次计算q个连续浮点数中的中位数并存储为第二输出中值，直至所有浮点数均被计算，使得所述处理单元形成中值数组；所有处理单元拼接所述中值数组以形成中值数列。2.如权利要求1所述的滤波系统，其特征在于，所述滤波系统还包括中央处理单元，与所述图形处理单元连接；所述图形处理单元自所述中央处理单元接收待滤波数据，并将所述中值数列回传至所述中央处理单元；所述图形处理单元接收T个浮点数后，将所述T个浮点数按照每p个浮点数分段，并输入至每一处理单元内；每一所述处理单元向所述图形处理单元申请划分q个数据大小的共享内存，并将每次中值滤波处理窗的排序结果存储至所述共享内存，及将中值数据存储至所述处理块的全局内存。3.如权利要求2所述的滤波系统，其特征在于，所述处理单元自浮点数的首位起，基于冒泡算法计算q个连续浮点数中的中位数为第一输出中值；所述处理单元将中值滤波处理窗中的首位删除，于中值滤波处理窗中补入无穷大数后，将邻接于中值滤波处理窗的后一浮点数代入并排序，并将更新后的中值滤波处理窗内的浮点数的中位数输出为第二输出中值；所述处理单元反复更新中值滤波处理窗及输出的第N输出中值，直至浮点数的末位更新至中值滤波处理窗后输出第p
‑
q+1输出中值。4.如权利要求3所述的滤波系统，其特征在于，所述处理单元基于min/max算子对代入有后一浮点数的中值滤波处理窗内的数值排序。5.一种针对医学影像的滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：配置一图形处理单元，所述图形处理单元包括：m个处理块，每一所述处理块包括：n个处理单元，每一处理单元对应一处理线程，所有所述处理线程呈并行处理；每一所述处理单元预设有窗宽为q的中值滤波处理窗，当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，
申请(专利权)人：明峰医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：