陈胤燃 何 琼 罗建文*

1(清华大学医学院生物医学工程系，北京 100084)2(清华大学生物医学影像研究中心，北京 100084)

基于GPU并行计算的超声波束合成方法

陈胤燃1,2何 琼1,2罗建文1,2*

1(清华大学医学院生物医学工程系，北京 100084)2(清华大学生物医学影像研究中心，北京 100084)

逐列扫描式的聚焦成像方法会限制超声成像帧频的提高。采用平面波发射模式只需要一次发射和接收即可获得一幅完整的超声图像，平面波成像是可以大幅度地提高成像帧频，从而实现超声超高速成像的方法之一。但是现有的超声波束合成器无法达到超声超高速成像对于计算能力的要求。对基于平面波成像的超声延时-叠加波束合成算法进行并行性分析，在此基础上设计并实现两种基于图形处理器(GPU)并行计算的超声平面波成像波束合成方法——基于2个Kernel和基于1个Kernel的并行波束合成方法。两种方法的主要区别在于波束合成中对延时值的计算和存储策略的不同处理，仿体实验证明两种方法的计算帧频分别达到2 178 和2 453 帧/s。相比于普通的方法，这两种基于GPU的并行波束合成方法的计算帧频分别提速99倍和111倍。实验结果表明，GPU波束合成器相比于传统方法，可以大幅度提高计算能力。

超声成像；波束合成；并行计算；图形处理器

引言

传统的超声B模式成像利用多次发射和接收聚焦声波来合成一幅完整的图像，该成像模式下的理论最高帧频一般在几十到一百多帧每秒之间。如果采用多焦点发射的模式，该理论最高帧频将相应降低，降低的倍数等于多焦点增加的个数。……