Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Môi trường máy tính hiệu năng cao cho phân tích hình ảnh đa chiều
Tóm tắt
Việc xử lý hình ảnh thu được qua kính hiển vi là một nhiệm vụ thách thức do kích thước lớn của các tập dữ liệu (một vài gigabyte) và thời gian phản hồi nhanh chóng yêu cầu. Nếu thông lượng của giai đoạn xử lý hình ảnh được cải thiện đáng kể, nó có thể có ảnh hưởng lớn đến các ứng dụng kính hiển vi. Chúng tôi giới thiệu một giải pháp máy tính hiệu năng cao (HPC) cho vấn đề này. Giải pháp này bao gồm việc phân chia hình ảnh 3D không gian thành các phần đoạn được chỉ định cho các bộ xử lý duy nhất, và được khớp với kiến trúc torus 3D của máy IBM Blue Gene/L. Giao tiếp giữa các phần đoạn được giới hạn trong các phần tử láng giềng gần nhất. Khi chạy trên CPU Intel 2 Ghz, nhiệm vụ lọc trung bình 3D trên tập dữ liệu điển hình 256 megabyte mất hai tiếng rưỡi, trong khi bằng cách sử dụng 1024 node của Blue Gene, nhiệm vụ này có thể được thực hiện trong 18,8 giây, tốc độ tăng 478×. Giải pháp song song của chúng tôi cải thiện đáng kể hiệu suất của các nhiệm vụ xử lý hình ảnh, trích xuất đặc trưng và tái tạo 3D. Việc tăng thông lượng này cho phép các nhà sinh học thực hiện những thí nghiệm quy mô lớn chưa từng có với các tập dữ liệu khổng lồ.
Từ khóa
#máy tính hiệu năng cao #phân tích hình ảnh #xử lý hình ảnh # #lọc trung bình 3D #kiến trúc torus 3D #Blue GeneTài liệu tham khảo
citation_journal_title=PLoS Biol; citation_title=Serial block-face scanning electron microscopy to reconstruct three-dimensional tissue nanostructure; citation_author=W Denk, H Horstmann; citation_volume=2; citation_issue=11; citation_publication_date=2004; citation_pages=e329; citation_doi=10.1371/journal.pbio.0020329; citation_id=CR1
citation_journal_title=Neurocomputing; citation_title=Construction of anatomically correct models of mouse brain networks; citation_author=BH McCormick; citation_volume=58–60; citation_publication_date=2004; citation_pages=379-386; citation_doi=10.1016/j.neucom.2004.01.070; citation_id=CR2
citation_journal_title=J Cell Biol; citation_title=Macrophage podosomes assemble at the leading lamella by growth and fragmentation; citation_author=JG Evans, I Correia, O Krasavina, N Watson, P Matsudaira; citation_volume=161; citation_issue=4; citation_publication_date=2003; citation_pages=697-705; citation_doi=10.1083/jcb.200212037; citation_id=CR3
citation_journal_title=Proceedings of the 12th IAPR International Conference; citation_title=High performance computing in image processing and computer vision; citation_author=J Webb; citation_volume=3; citation_publication_date=1994; citation_pages=218-222; citation_id=CR4
citation_title=Development of a semi-automated method for three-dimensional neural structure segmentation; citation_inbook_title=Society for Neuroscience Abstracts, Volume 834.13 II28; citation_publication_date=2006; citation_id=CR5; citation_author=B Busse
citation_journal_title=IEEE Transactions on Image Processing; citation_title=Snakes, Shapes, and Gradient Vector Flow; citation_author=C Xu, JL Prince; citation_volume=7; citation_publication_date=1998; citation_pages=359-369; citation_doi=10.1109/83.661186; citation_id=CR6
citation_journal_title=Proceedings of the Euro-Par 2005 Parallel Processing: 11th International Euro-Par Conference, Lecture Notes in Computer Science; citation_title=Early Experience with Scientific Applications on the Blue Gene/L Supercomputer; citation_author=G Almasi; citation_volume=3648; citation_publication_date=2005; citation_pages=560-570; citation_doi=10.1007/11549468_63; citation_id=CR7
citation_title=Topology-aware task mapping for reducing communication contention on large parallel machines; citation_inbook_title=Parallel and Distributed Processing Symposium, IPDPS; citation_publication_date=2006; citation_id=CR8; citation_author=T Agarwal; citation_author=A Sharma; citation_author=A Laxmikant; citation_author=L Kale
[
http://www-nlpir.nist.gov/projects/trecvid/
]
Adiga RN: Blue Gene/L torus interconnection network. IBM J Research and Development. 2005, 49 (2):
citation_journal_title=Pattern Recognition; citation_title=Noise reduction in three-dimensional digital images; citation_author=SL Hurt, A Rosenfeld; citation_volume=17; citation_issue=4; citation_publication_date=1984; citation_pages=407-422; citation_doi=10.1016/0031-3203(84)90069-4; citation_id=CR11
citation_journal_title=Ieee Transactions On Image Processing; citation_title=Topological Median Filters; citation_author=HG Senel, RA Peters, B Dawant; citation_volume=11; citation_issue=2; citation_publication_date=2002; citation_pages=89-104; citation_doi=10.1109/83.982817; citation_id=CR12