An Optimized GPU based Filtered Backprojection method

범용 그래픽스 하드웨어 기반 여과후 역투사 최적화 기법에 관한 연구

Tomography images reconstructed from conebeam CT make it possible to observe inside of the projected object without any damage, and so it has been widely used in the industrial and medical fields. Recent advanced imaging equipment can produce high-resolution CT images. However, it takes much time to reconstruct the obtained large dataset. To reduce the time to reconstruct CT images, we propose an accelerating method using GPU (graphics processing unit). Reconstruction consists of mainly two parts, filtering and back-projection. In filtering phase, we applied 4ch image compression method and in back-projection phase, computation reduction method using depth test is applied. The experimental results show that the proposed method accelerates the speed 50 times than the CPU-based program optimized with OpenMP by utilizing the high-computing power of parallelized GPU.

삼차원 재구성 기법은 대상을 파괴하지 않고도 그 내부 구조의 공간적 해석을 가능하게 해주는 단층 영상을 생성해주기 때문에, 산업, 의료분야에서 널리 사용되고 있다. 최근 영상 장비의 성능 향상으로 고해상도의 CT 영상을 얻을 수 있게 되었으나, 대용량 데이터를 재구성하기 위해 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 재구성에서 가장 많은 시간이 소요되는 여과와 역투사 과정을 범용 그래픽스 하드웨어를 사용하여 최적화하는 방법을 제안한다. 여과에서는 네 장의 영상을 압축하여 동시에 처리하는 기법을 적용하고, 역투사 과정에서는 깊이 테스트를 이용하여 계산량을 줄이는 방법을 사용한다. 제안된 방법으로 구현된 GPU 기반 프로그램은 OpenMP 를 사용하여 최적화 된 CPU 기반 프로그램에 비해 약 50 배 이상 속도가 향상되었다.