Original title: Rychlá rekonstrukce obrazu tkání s využítím grafické karty
Translated title: Fast Tissue Image Reconstruction Using a Graphics Card
Authors: Kadlubiak, Kristián ; Kula, Michal (referee) ; Jaroš, Jiří (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2015
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Fotoakustická spektroskopie je jedna z nejmodernějších zobrazovacích metod a nachází uplatnění ve vědních oborech jako je medicína, biochemie, materiálová technologie a mnoho dalších. Díky svým vlastnostem je fotoakustická spektroskopie velmi vhodná specificky pro medicínské účely. Tato metoda je neinvazivní a zároveň zaručuje vysokou přesnost zobrazení. Za vysokou přesnost metoda vděčí pokročilým, časově náročným výpočtům, mezi které patří operace jako FFT a trilineární interpolace. Tato bakalářská práce se zabývá akcelerací daných metod na grafické kartě. Naše implementace naplno využívá různé vlastnosti moderních grafických karet jako například sdílená paměť nebo texturový hardware. Implementaci jsme testovali na jedné z nejvýkonnějších grafických karet určených na high performance computing. Jednalo se o kartu NVIDIA K20m. V tomto prostředí se naší implementací podařilo zrychlit některé části rekonstrukce více než 400 - násobně. V jednorázovém módu rekonstrukce trvala o něco déle než samotná MATLAB verze. Je to způsobeno nutností převodu dat mezi prostředím MATLAB a CUDA kódem i přesto, že se podařilo snížit velikost přenášených dat o 37%. Zpracování větších dávek fotoakustických snímků by ukázalo skutečný potenciál implementace. The photoacoustic spectroscopy is a recently developed imaging method that finds applications in many scientific fields such as medicine, biochemistry, materials engineering and many others. The photoacoustic spectroscopy finds particularly nice applications in medicine due to its properties such as non-invasiveness, non-aggressiveness and great accuracy. The source of this accuracy lies in advanced time-consuming calculations including operations like FFT and trilinear interpolation. This thesis is dedicated to the acceleration of this technique on a graphics card. In our implementation, we have taken a full advantage of various features provided in modern GPUs such as shared memory and texture hardware. Our implementation has been tested on one of the most powerful GPU designed for high performance computing, namely NVIDIA K20m. In this environment, our application speeds up certain parts of reconstruction by a factor above 400. In a single run mode, the whole reconstruction runs a bit longer than the pure MATLAB version due to the necessity of transferring data between MATLAB and the CUDA code, although the developed approach reduced the data transfers between MATLAB and GPU by 37%. The real potential of the implementation reveals while processing large batches of photoacoustic images.
Keywords: CUDA; GPGPU; image reconstruction; Photoacoustics spectroscopy; CUDA; Fotoakustická spektroskopie; GPGPU; rekonstrukce obrazu

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/52499

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-235275


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses