3d alternating direction tv-based cone-beam ct reconstruction with efficient gpu implementation

إعادة بناء التصوير المقطعي المحوسب ثلاثي الأبعاد بالحزمة المخروطية القائم على التباين الكلي بطريقة الاتجاه المتناوب مع تنفيذ فعال على وحدة معالجة الرسوميات

Clicks: 236
ID: 167337
2014
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #48 of 191 articles by views in advanced functional materials

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 191 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Iterative image reconstruction (IIR) with sparsity-exploiting methods, such as total variation (TV) minimization, claims potentially large reductions in sampling requirements. However, the computation complexity becomes a heavy burden, especially in 3D reconstruction situations. In order to improve the performance for iterative reconstruction, an efficient IIR algorithm for cone-beam computed tomography (CBCT) with GPU implementation has been proposed in this paper. In the first place, an algorithm based on alternating direction total variation using local linearization and proximity technique is proposed for CBCT reconstruction. The applied proximal technique avoids the horrible pseudoinverse computation of big matrix which makes the proposed algorithm applicable and efficient for CBCT imaging. The iteration for this algorithm is simple but convergent. The simulation and real CT data reconstruction results indicate that the proposed algorithm is both fast and accurate. The GPU implementation shows an excellent acceleration ratio of more than 100 compared with CPU computation without losing numerical accuracy. The runtime for the new 3D algorithm is about 6.8 seconds per loop with the image size of 256×256×256 and 36 projections of the size of 512×512.
تتيح إعادة بناء الصور التكرارية (IIR) باستخدام طرائق استغلال التناثر، مثل تقليل التغير الكلي (TV)، إمكانية تحقيق خفض كبير في متطلبات أخذ العينات. ومع ذلك، يشكل التعقيد الحسابي عبئًا ثقيلًا، لا سيما في سياقات إعادة البناء ثلاثية الأبعاد. ولتحسين أداء إعادة البناء التكرارية، تقترح هذه الورقة خوارزمية فعالة لإعادة بناء الصور التكرارية للتصوير المقطعي المحوسب بالحزمة المخروطية (CBCT) مع تنفيذها على وحدة معالجة الرسومات (GPU). في المقام الأول، تم اقتراح خوارزمية تعتمد على التغير الكلي بالاتجاهات المتناوبة باستخدام الخطية المحلية وتقنية التقارب لإعادة بناء صور الـ CBCT. وتتجنب تقنية التقارب المطبقة الحساب المعقد والمجهد لشبه المعكوس للمصفوفات الضخمة، مما يجعل الخوارزمية المقترحة قابلة للتطبيق وفعالة في التصوير المقطعي بالحزمة المخروطية. وتتميز العملية التكرارية لهذه الخوارزمية بالبساطة مع ضمان التقارب. وتُشير نتائج إعادة البناء القائمة على المحاكاة وبيانات التصوير المقطعي الحقيقية إلى أن الخوارزمية المقترحة تتسم بالسرعة والدقة معًا. كما يُظهر التنفيذ على وحدة معالجة الرسومات (GPU) نسبة تسريع ممتازة تتجاوز 100 ضعف مقارنة بالحوسبة عبر وحدة المعالجة المركزية (CPU) دون فقدان الدقة العددية. ويبلغ زمن تشغيل الخوارزمية ثلاثية الأبعاد الجديدة حوالي 6.8 ثانية لكل دورة تكرارية لحجم صورة يبلغ 256×256×256 مع 36 مسقطًا بحجم 512×512.
Reference Key
cai2014computational3d Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Ailong Cai, Linyuan Wang, Hanming Zhang, Bin Yan, Lei Li, Xiaoqi Xi, Min Guan, Jianxin Li
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal advanced functional materials
Year 2014
DOI
10.1155/2014/982695
URL
http://dx.doi.org/10.1155/2014/982695
Keywords
medical informatics computer applications to medicine

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.