[发明专利]一种针对医学影像的滤波系统及方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明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。

本发明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：

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，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；

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；

所有处理单元拼接中值数组以形成中值数列。

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；

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；

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；

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。

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；

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；

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。