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并行化叠层成像算法研究

肖俊 李登宇 王雅丽 史祎诗

并行化叠层成像算法研究

肖俊, 李登宇, 王雅丽, 史祎诗
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  • 叠层成像是定量相位恢复技术的重要研究方向,它通过照明探针的交叠式扫描,使用叠层迭代相位恢复算法对待测样品进行恢复,但成像效率与成像质量之间的矛盾等问题已成为其瓶颈之一. 本文从叠层成像迭代恢复算法的基本原理入手,提出了基于CPU和GPU的两种分块复振幅重建并行算法,并通过模拟实验研究了不同待测样品尺寸、不同分块、不同孔径数目对并行加速效果的影响. 模拟实验结果表明:两种并行算法可正确地恢复出样品的复振幅信息,并且显著提升了重建速度,使得重建耗时比传统叠层成像算法有了数量级的下降,在一定程度上解决了成像效率与成像质量之间的矛盾,有望实现准实时成像,为叠层成像在相关领域更广泛的应用提供了一定的技术指导. 实验结果同时表明:在最优分块时,并行重建加速比与样品的大小有关,样品越大,加速效果越明显;同一个样品在不同分块下重建会得到不同的加速比,这与硬件设备密切相关,而成像中孔径的数目不会对并行加速比产生明显的影响.
      通信作者: 王雅丽, wangyali2003@163.com
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2014CB931900)、国家自然科学基金(批准号:61350014,61307018,61471338)、中国科学院青年创新促进会(批准号:2015361)和中国科学院大学校长基金、中国科学院科教结合教育创新项目.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-03-29
  • 修回日期:  2016-05-22
  • 刊出日期:  2016-08-05

并行化叠层成像算法研究

    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2014CB931900)、国家自然科学基金(批准号:61350014,61307018,61471338)、中国科学院青年创新促进会(批准号:2015361)和中国科学院大学校长基金、中国科学院科教结合教育创新项目.

摘要: 叠层成像是定量相位恢复技术的重要研究方向,它通过照明探针的交叠式扫描,使用叠层迭代相位恢复算法对待测样品进行恢复,但成像效率与成像质量之间的矛盾等问题已成为其瓶颈之一. 本文从叠层成像迭代恢复算法的基本原理入手,提出了基于CPU和GPU的两种分块复振幅重建并行算法,并通过模拟实验研究了不同待测样品尺寸、不同分块、不同孔径数目对并行加速效果的影响. 模拟实验结果表明:两种并行算法可正确地恢复出样品的复振幅信息,并且显著提升了重建速度,使得重建耗时比传统叠层成像算法有了数量级的下降,在一定程度上解决了成像效率与成像质量之间的矛盾,有望实现准实时成像,为叠层成像在相关领域更广泛的应用提供了一定的技术指导. 实验结果同时表明:在最优分块时,并行重建加速比与样品的大小有关,样品越大,加速效果越明显;同一个样品在不同分块下重建会得到不同的加速比,这与硬件设备密切相关,而成像中孔径的数目不会对并行加速比产生明显的影响.

English Abstract

参考文献 (16)

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