超声弹性成像零相位估计算法并行化研究

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超声弹性成像零相位估计算法并行化研究

彭博, 谌勇, 刘东权

文章导航 > 电子科技大学学报 > 2014 > 43(4): 618-623

彭博, 谌勇, 刘东权. 超声弹性成像零相位估计算法并行化研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 618-623. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.026

引用本文:

彭博, 谌勇, 刘东权. 超声弹性成像零相位估计算法并行化研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 618-623. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.026

PENG Bo, CHEN Yong, LIU Dong-quan. Investigation of Parallel Computation for Phase Zero Estimation in Ultrasound Elastography[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(4): 618-623. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.026

Citation:

PENG Bo, CHEN Yong, LIU Dong-quan. Investigation of Parallel Computation for Phase Zero Estimation in Ultrasound Elastography[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(4): 618-623. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.026

超声弹性成像零相位估计算法并行化研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.026

彭博^1,2,
谌勇¹,
刘东权¹

1.
四川大学计算机学院成都 610065;
2.
西南石油大学计算机科学学院成都 610500

基金项目:

四川省科技支撑项目(2013GZX0147);四川省科技创新苗子工程培育项目

作者简介:
彭博(1980-),男,博士生,主要从事分布式与高性能并行计算、医学信号与图像处理方面的研究.

中图分类号: R318

Investigation of Parallel Computation for Phase Zero Estimation in Ultrasound Elastography

1.
School of Computer,Sichuan University Chengdu 610065;
2.
School of Computer Science,Southwest Petroleum University Chengdu 610500

摘要: 研究超声弹性成像零相位估计算法的并行化计算问题。针对标准的零相位估计算法不易并行实现的特性,提出零相位估计算法的并行计算框架。首先通过互相关算法计算初步的位移并作为零相位估计算法引导位移,然后再使用二维零相位估计算法计算最终每一个估计点位移。仿真结果显示,该并行计算框架在生成的弹性图像的信噪比和对比度噪声比上能获得与标准方法非常接近的性能评价,同时与标准方法的CPU实现相比,该方法的GPU实现有效地提高了零相位估计算法的计算速度,其加速比可达7倍。研究表明,该算法框架不仅能有效地并行计算,同时能够保证得到高质量的弹性图。
- 互相关函数 /
- 并行计算 /
- 零相位估计 /
- 应变估计 /
- 弹性成像
Abstract: This paper presents a parallel phase zero estimation framework to compute the axial tissue displacements. The framework includes two independent steps: coarse motion estimates and motion estimate refinement. For two frames of baseband signals, coarse motion estimates are first computed by using cross correlation function. The obtained motion estimates are used as initial guess for phase zero estimation. Then, the 2D phase zero estimation method is employed to refine the motion estimates. The experimental results illustrated that the two-step parallel estimation strategy is capable of generating fine motion estimation and is also suitable for parallel computation. Compared with the standard phase zero estimation method based on CPU, the proposed parallel estimation framework based on GPU achieved 7 times speed-up. In conclusion, the proposed parallel estimation framework not only obtains the fine elastogram, but also improves the computational efficiency.
- cross correlation function /
- parallel computation /
- phase zero estimation (PZE) /
- strain estimation /
- strain imaging

[1]	刘东, 黄显核, 唐苑琳, 王艳. 基于零相位频率的晶体谐振器等效电参数测量方法 . 电子科技大学学报, 2018, 47(4): 545-549. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2018.04.012
[2]	闫海, 李龙, 李国辉, 曹原, 董啸虎. 基于相位分析CAPES的信号参数估计方法 . 电子科技大学学报, 2016, 45(3): 332-336. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.02.003
[3]	段成丽, 蒋亚东, 叶宗标, 太惠玲. 基于超弹性基体的大应变复合材料制备与性能研究 . 电子科技大学学报, 2015, 44(1): 129-133. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.022
[4]	崔少国, 彭彩碧, 杨宏雨. 位移场修正法抑制弹性成像幅度调制噪声 . 电子科技大学学报, 2014, 43(2): 307-310. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.029
[5]	崔少国, 冯欣. 基于侧向引导的2D加权相位分离位移估计 . 电子科技大学学报, 2013, 42(6): 951-954. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.06.027
[6]	马卓, 杜拴义, 王新梅. 基于加权广义逆OFDM信道估计算法 . 电子科技大学学报, 2012, 41(1): 36-39,146. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.01.007
[7]	张晓玲, 陈钦, 韦顺军. 基于MUSIC算法的Pol-InSAR相位估计方法 . 电子科技大学学报, 2011, 40(5): 652-657. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.003
[8]	王宏, 周正欧, 李廷军, 孔令讲. 超宽带脉冲穿墙雷达互相关BP成像 . 电子科技大学学报, 2011, 40(1): 16-19. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.01.003
[9]	樊勇, 周正欧, 徐嘉莉. 前视探地雷达波速估计及合成孔径成像研究 . 电子科技大学学报, 2009, 38(4): 517-520. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.04.010
[10]	佟卫华. 采用循环前缀的OFDM信道盲估计算法 . 电子科技大学学报, 2008, 37(3): 370-373.
[11]	唐续, 魏平, 肖扬灿. 单频估计的自相关混合算法 . 电子科技大学学报, 2008, 37(3): 378-381.
[12]	史英春, 钟子发, 杨俊安, 张硕. CDMA抗干扰微分相关时延估计算法研究 . 电子科技大学学报, 2008, 37(2): 184-187.
[13]	熊波, 李国林, 尚雅玲, 高云剑. 信号相关性与DOA估计 . 电子科技大学学报, 2007, 36(5): 907-910.
[14]	王璞, 杨建宇, 杜雨洺. 分数阶自相关和FrFT的LFM信号参数估计 . 电子科技大学学报, 2006, 35(2): 179-182.
[15]	荆巍, 邱善勤, 龚耀寰. 适于大阵列天线应用的多相关信号方向估计 . 电子科技大学学报, 2004, 33(1): 23-26.
[16]	王玲, 张建州. Bent函数估计的可计算达到上界 . 电子科技大学学报, 2004, 33(2): 113-115.
[17]	何元清, 孙世新, 陈文宇. 网络通信延迟对并行效率的影响 . 电子科技大学学报, 2002, 31(2): 156-158.
[18]	任立勇, 卢显良. 基于串-并行计算BP网络拓扑结构的研究与实现 . 电子科技大学学报, 2000, 29(2): 197-200.
[19]	薛兰, 宋杰, 陈锡明. 一种PVM安全机制的设计与实现 . 电子科技大学学报, 2000, 29(1): 91-94.
[20]	孙世新, 陈平安, 张艳. 与FFT并行算法相适应的体系结构探讨 . 电子科技大学学报, 2000, 29(5): 535-539.

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超声弹性成像零相位估计算法并行化研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.026

1. 四川大学计算机学院成都 610065;

2. 西南石油大学计算机科学学院成都 610500

基金项目:

四川省科技支撑项目(2013GZX0147);四川省科技创新苗子工程培育项目

作者简介:
彭博(1980-),男,博士生,主要从事分布式与高性能并行计算、医学信号与图像处理方面的研究.

收稿日期: 2012-12-27
修回日期: 2013-11-20
刊出日期: 2014-08-15

中图分类号: R318

关键词:

摘要: 研究超声弹性成像零相位估计算法的并行化计算问题。针对标准的零相位估计算法不易并行实现的特性,提出零相位估计算法的并行计算框架。首先通过互相关算法计算初步的位移并作为零相位估计算法引导位移,然后再使用二维零相位估计算法计算最终每一个估计点位移。仿真结果显示,该并行计算框架在生成的弹性图像的信噪比和对比度噪声比上能获得与标准方法非常接近的性能评价,同时与标准方法的CPU实现相比,该方法的GPU实现有效地提高了零相位估计算法的计算速度,其加速比可达7倍。研究表明,该算法框架不仅能有效地并行计算,同时能够保证得到高质量的弹性图。

English Abstract

彭博, 谌勇, 刘东权. 超声弹性成像零相位估计算法并行化研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 618-623. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.026

引用本文:

彭博, 谌勇, 刘东权. 超声弹性成像零相位估计算法并行化研究[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 618-623. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.026

PENG Bo, CHEN Yong, LIU Dong-quan. Investigation of Parallel Computation for Phase Zero Estimation in Ultrasound Elastography[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(4): 618-623. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.026

Citation:

PENG Bo, CHEN Yong, LIU Dong-quan. Investigation of Parallel Computation for Phase Zero Estimation in Ultrasound Elastography[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(4): 618-623. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.026

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