正本の数値は同じ場所の gpu_ct_2026-11-02.json(tools/bench_gpu_ct.py が段ごとに書く)。この表はそこから写した。
機械: RTX 5090(32 GB)、torch 2.11.0+cu128、CPU 24 スレッド。GPU の時間は入力の転送から結果が host に戻るまで。CPU は 1 件 90 秒で打ち切り、外挿しない。
| op | n | CPU s | GPU s | 倍率 | parity 最大差(参照ピーク比) |
|---|---|---|---|---|---|
| radon_transform | 512 | 80.1 | 1.49 * | 54x | 5.6e-4(138) |
| radon_transform | 1024 | 打切り(>90) | 1.27 | — | 未照合(CPU 無し) |
| radon_transform | 2048 | 打切り(>90) | 3.50 | — | 未照合 |
| backproject_sinogram | 512 | 5.54 | 0.20 | 28x | 1e-4(299) |
| backproject_sinogram | 1024 | 27.9 | 0.80 | 35x | 2e-4(599) |
| backproject_sinogram | 2048 | 107.6(打切り超過) | 1.64 | 66x | 6e-4(1197) |
| filtered_backprojection | 512 | 5.84 | 0.22 | 26x | <1e-4 |
| filtered_backprojection | 1024 | 28.2 | 0.49 | 57x | <1e-4 |
| filtered_backprojection | 2048 | 101.5(打切り超過) | 1.72 | 59x | 1e-4 |
| sart_reconstruct | 512 | 94.4(打切り超過) | 5.15 | 18x | <1e-4 |
| sart_reconstruct | 1024 | 打切り(>90) | 5.24 | — | 未照合 |
| sart_reconstruct | 2048 | 打切り(>90) | 10.3 | — | 未照合 |
* radon_transform の n=512 は最初の呼び出しで CUDA 初期化・カーネル準備を含む。n=1024 の方が速いのはそのため。定常の値ではない。 「over_limit」は 90 秒を超えて完走した値(参考値)。「打切り」は完走していないので値なし。
| op | n | views | CPU s | GPU s | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|
| radon_volume | 256 | 180 | 打切り | 5.08 | VRAM 4.2 GB |
| radon_volume | 256 | 512 | 拒否(寸法上限) | 14.3 | |
| fbp_volume | 256 | 180 | 52.3 | 2.40(22x) | parity 差 <1e-4 |
| fbp_volume | 256 | 512 | 拒否(寸法上限) | 6.73 |
体積 512^3、検出器 768x768、720 view。解析投影 3.57 s + FDK 16.98 s、5.69 Gvoxel·view/s、VRAM ピーク 16.9 GB。CPU 比較は無い(同寸法は CPU では非現実的で、測っていない)。 真値(Shepp-Logan 3-D)との中間断面: PSNR 29.9〜30.8 dB、SSIM 0.88〜0.91。
| 方式 | views | 経路 | PSNR dB | SSIM(中央) | s |
|---|---|---|---|---|---|
| cone | 192 | FDK | 24.1 | 0.80 | 0.48 |
| helical | 768 | FDK(近似) | 23.9 | 0.70 | 0.50 |
| laminography parallel 60° | 192 | FDK | 21.6 | 0.63 | 0.06 |
| laminography cone 60° | 192 | FDK(近似) | 21.5 | 0.62 | 0.11 |
| fan flat | 192 | FDK | 27.9 | 0.83 | 0.02 |
| fan arc | 192 | FDK | 28.0 | 0.83 | 0.04 |
| short scan (Parker) | 144 | FDK | 23.3 | 0.82 | 0.11 |
| offset detector | 192 | FDK | 23.9 | 0.68 | 0.12 |
| tomosynthesis | 31 | SIRT | 17.4 | 0.87 | 15.4 |
トモシンセシスの PSNR が低いのは限られた角度範囲で奥行き方向が決まらないため(SSIM は中央断面)。
FDK の RMSE 0.046 に対し、OS-SART は 5 反復で 0.066、SIRT は 5 反復で 0.134(反復あたり約 12 s、ウォームアップ込みの初回 約 23 s)。 この寸法・反復数では解析解の FDK が反復法より良い。 反復法が意味を持つのは少数 view・制限角・ノイズ下で、完全データのこの条件ではない。収束は遅く、5 反復では FDK に届いていない(反復を増やした値は測っていない)。