CT影像重建加速嵌入式系统实战 · 课程目录

📌 FPGA · GPU · 异构计算 🎯 30个完整章节 🧩 点击卡片跳转对应HTML

01

CT成像原理与重建算法基础

X射线物理数据采集几何滤波反投影迭代重建

02

嵌入式系统硬件平台选型

FPGA/GPU/ASIC/DSPZynqJetson

03

FPGA开发环境搭建

VivadoVitis HLS矩阵乘法加速

04

流水线与并行计算基础

流水线设计数据/任务并行乒乓操作pipeline/unroll

05

定点数计算与数值精度

浮点vs定点Q格式HLS定点精度补偿

06

滤波反投影(FBP)算法详解

Radon变换斜坡滤波器反投影扇形/锥形束

07

FBP算法FPGA实现

投影数据缓存斜坡滤波器反投影并行化资源评估

08

迭代重建算法详解

ARTSARTOSEM正则化

09

迭代重建FPGA加速

投影/反投影算子SART流水线收敛与资源

10

GPU加速基础

CUDA编程线程/内存层次CUDA流Nsight

11

GPU加速FBP算法

纹理内存共享内存优化多GPU调优

12

GPU加速迭代重建

CUDA SARTcuBLAS/cuSPARSE混合精度

13

深度学习重建入门

CT重建DL模型U-NetFBP到DL

14

深度学习推理加速

TensorRTINT8量化层融合ONNX

15

嵌入式GPU推理部署

Jetson TensorRTDeepStream功耗性能

16

FPGA深度学习加速

Xilinx DPUVitis AI量化编译CT应用

17

异构计算框架设计

OpenCL/SYCL任务划分统一内存

18

数据流架构与HLS优化

Dataflowstream接口多通道吞吐量

19

内存系统优化

DDR4/HBM2EAXI/DMA缓存一致性带宽瓶颈

20

实时操作系统(RTOS)集成

FreeRTOS移植任务调度中断管理实时性

21

PCIe高速数据传输

PCIe Gen3/4DMA引擎Linux驱动零拷贝

22

系统调试与性能分析

ILAGPU Profiler性能建模瓶颈定位

23

功耗优化技术

DVFS时钟/电源门控功耗感知调度热管理

24

CT图像质量评估

MTFCNR伪影分析速度与质量权衡

25

安全性与可靠性设计

ECC内存三模冗余看门狗IEC 62304

26

系统集成与验证

HIL仿真FPGA/GPU协同临床数据测试回归测试

27

案例实战：低剂量CT重建加速

低剂量噪声模型迭代参数调优FPGA+GPU异构

28

案例实战：实时CT导航系统

高帧率重建流水线延迟优化临床验证

29

前沿技术展望

光子计数CTNeRF存算一体量子计算

30

课程总结与项目答辩

项目回顾关键技术总结常见问题学习路径