JP2015104676A - X線コンピュータ断層撮影装置及び画像再構成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像再構成装置は、複数の検出素子各々について、画像空間における所定の基準軸上への検出素子の端部の投影位置を決定し、画像空間に含まれる複数の画素各々について、当該基準軸上への画素の端部の投影位置を決定する。画像再構成装置は、複数の画素各々について、決定された画素の端部の投影位置と決定された検出素子の端部の投影位置とに基づいて、画素の画素値に寄与する複数の寄与検出素子を識別する。画像再構成装置は、複数の演算装置の個数に基づいて、処理サイクル毎における画素値演算に関する複数の演算タスクを当該複数の演算装置に割り当てるように並列演算を設定する。画像再構成装置は、設定された並列演算に従って、複数の画素各々の画素値を寄与検出素子の検出器値に基づいて算出する。
【選択図】図4
Description
1.平均数より上および下の素子に分類
上:d3
下(または等しい):d1、d2、d4
2.全ての標準素子を順に処理
第1の処理サイクル:素子d1(3個の演算装置を使用、1個は使用せず)
第2の処理サイクル:素子d2(2個の演算装置を使用、2個は使用せず)
第3の処理サイクル:素子d4(2個の演算装置を使用、2個は使用せず)
3.平均数より上のコーナ素子を分割して処理
第4の処理サイクル:素子d3(4個の演算装置を全て使用)
第5の処理サイクル:素子d3(1個の演算装置を使用)
実施例#2
1.平均より上および下の素子に分類
上:d3
下(または等しい):d1、d2、d4
2.全ての標準素子を順番に処理し、平均より上のコーナ素子の演算タスクを分割し、当該演算タスクを残りの演算装置に割り当てる
第1の処理サイクル:素子d1+素子d3(d1について3個、d3について1個の演算装置を使用)
第2の処理サイクル:素子d2+素子d3(d2について2個、d3について2個の演算装置を使用)
第3の処理サイクル:素子d4+素子d3(d4について2個、d3について2個の演算装置を使用)
3.残りの平均より上のコーナ素子を分割して処理
[この場合には処理対象の演算タスクが存在しない。素子d3が6個の交差領域を有する場合、「第4の処理サイクル:素子d3(1個の演算装置を使用)」となる]
実施例#3
1.交差領域の減少順に素子を分類
d3:5
d1:3
d2、d4:2
2.最初に交差領域の多い素子の演算タスクを処理し、交差領域の少ない素子の演算タスクを余りの演算装置に適応的に割り当てる。これにより、例えば、帯域幅要件を減少させることができる。
第2の処理サイクル:d3(1)+d1(3):(4個の演算装置を全て使用。d3及びd1が完了)
第3の処理サイクル:d2(2)+d4(2):(4個の演算装置を全て使用。d2及びd4が完了)
3.残りの素子を処理
[この場合には処理対象の演算タスクが存在しない。例えば、1個の交差領域を有する素子d5が存在する場合に第4の処理サイクルが存在する]
実施例#4(分類は全くない)
1.必要な場合に解消することにより、全ての素子を順に処理する。
第2の処理サイクル:d2+d3(d2について1個、d3について3個の演算装置を使用。d2が完了)
第3の処理サイクル:d3+d4:(d3について2個、d4について2個の演算装置を使用。d3及びd4が完了)
上記のように、複数のアクセラレータに亘り演算タスクを割り当てる多くの方法がある。各方法について、演算速度(実行するサイクル数)と帯域幅最適化とに関して利点と欠点とを有する。割当ては、処理対象に応じて、例えば、再構成演算部311に関する演算システムの大きさ、画像データ又は検出器配列のサイズに応じた方法で実行することができる。
Claims (14)
- X線を発生するX線源と、
前記X線源からのX線を検出する複数の検出素子を有するX線検出器と、
前記X線検出器を介してX線減弱を示す検出データを収集する収集部と、
前記検出データに基づいて画像を再構成する画像再構成部と、を具備するX線コンピュータ断層撮影装置であって、
前記画像再構成部は、
前記複数の検出素子各々について、画像空間における所定の基準軸上への前記検出素子の端部の投影位置を決定する第1決定部と、
前記画像空間に含まれる複数の画素各々について、前記基準軸上への前記画素の端部の投影位置を決定する第2決定部と、
前記複数の画素各々について、前記決定された画素の端部の投影位置と前記決定された検出素子の端部の投影位置とに基づいて、前記画素の画素値に寄与する複数の寄与検出素子を識別する識別部と、
前記画像再構成部に含まれる複数の演算装置の個数に基づいて、前記画像再構成部の処理サイクル毎における画素値演算に関する複数の演算タスクを前記複数の演算装置に割り当てるように並列演算を設定する設定部と、
前記設定された並列演算に従って、前記複数の画素各々の画素値を前記寄与検出素子の検出器値に基づいて算出する画素値算出部と、を有する、
X線コンピュータ断層撮影装置。 - 前記画像再構成部は、前記複数の画素各々について、前記寄与検出素子の個数と所定の閾値とに基づいて、前記画素を第1のタイプと第2のタイプとに分類する分類部をさらに有し、
前記設定部は、前記処理サイクル毎に前記第1のタイプの画素に関する演算タスクと前記第2のタイプの画素に関する演算タスクとを前記複数の演算装置に割り当てる、
請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。 - 前記分類部は、前記寄与検出素子の個数が前記閾値よりも小さい場合、前記画素を第1のタイプに分類し、前記寄与検出素子の個数が前記閾値よりも大きい場合、前記画素を第2のタイプに分類する、請求項2記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記閾値は、前記寄与検出素子の平均数に設定される、請求項2記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記画像再構成部は、前記決定された検出素子の端部の投影位置と前記決定された画素の端部の投影位置とを順番に並び替えるソート部をさらに有する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記第1決定部は、前記検出素子の端部の投影位置として、前記X線源と前記検出素子の端部とを結ぶ光線が前記基準軸に交差する位置を決定する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記第2決定部は、前記画素の端部の投影位置として、前記X線源と前記画素の端部の中点とを結ぶ光線が前記基準軸に交差する位置を決定する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記画素値算出部は、前記複数の画素各々について、前記寄与検出素子の各画素の重みを、前記基準軸上の前記検出素子の両端部の投影位置により画定される第1領域と、前記基準軸上の前記画素の両端部の投影位置により画定される第2領域との交差部分の長さに基づいて算出する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記画素値算出部は、各画素iについて、画素値pi、i+1を、
- 前記設定部は、前記複数の演算タスクの各々を演算の複雑性に基づいて分類し、前記演算タスクを実行するために必要なデータに基づいて等しい複雑性の演算タスクを再分類する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記設定部は、前記複数の演算タスクを計算対象の画素の画素値に対する寄与に応じて分類する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記設定部は、前記複数の演算タスクのうちの前記計算対象の画素の画素値に対する寄与が閾値よりも小さい演算タスクを削除する、請求項11記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- X線を発生するX線源と、前記X線源からのX線を検出する複数の検出素子を有するX線検出器と、前記X線検出器を介してX線減弱を示す検出データを収集する収集部と、前記検出データに基づいて画像を再構成する画像再構成部と、を具備するX線コンピュータ断層撮影装置の画像再構成方法であって、
前記複数の検出素子各々について、画像空間における所定の基準軸上への前記検出素子の端部の投影位置を決定し、
前記画像空間に含まれる複数の画素各々について、前記基準軸上への前記画素の端部の投影位置を決定し、
前記複数の画素各々について、前記決定された画素の端部の投影位置と前記決定された検出素子の端部の投影位置とに基づいて、前記画素の画素値に寄与する複数の寄与検出素子を識別し、
前記画像再構成部に含まれる複数の演算装置の個数に基づいて、前記画像再構成部の処理サイクル毎における画素値演算に関する複数の演算タスクを前記複数の演算装置に割り当てるように並列演算を設定し、
前記設定された並列演算に従って、前記複数の画素各々の画素値を前記寄与検出素子の検出器値に基づいて算出する、
ことを具備する画像再構成方法。 - X線を発生するX線源と、
前記X線源からのX線を検出する複数の検出素子を有するX線検出器と、
前記X線検出器を介してX線減弱を示す検出データを収集する収集部と、
前記検出データに基づいて画像を再構成する画像再構成部と、を具備するX線コンピュータ断層撮影装置であって、
前記画像再構成部は、
前記複数の検出素子各々について、画像空間における所定の基準軸上への前記検出素子の端部の投影位置を決定する第1決定部と、
前記画像空間に含まれる複数の画素各々について、前記基準軸上への前記画素の端部の投影位置を決定する第2決定部と、
前記複数の検出素子各々について、前記決定された画素の端部の投影位置と前記決定された検出素子の端部の投影位置とに基づいて、前記検出素子の検出器値に寄与する複数の寄与画素を識別する識別部と、
前記画像再構成部に含まれる複数の演算装置の個数に基づいて、前記画像再構成部の処理サイクル毎における検出器値演算に関する複数の演算タスクを前記複数の演算装置に割り当てるように並列演算を設定する設定部と、
前記設定された並列演算に従って、前記複数の検出素子各々の検出器値を前記寄与画素の画素値に基づいて算出する検出器値算出部と、を有する、
X線コンピュータ断層撮影装置。
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