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Beschleunigung bildgebender Verfahren durch Einsatz rekonfigurierbarer Hardware am Beispiel der 3D Ultraschall-Computertomographie

以 3D 超声计算机断层扫描为例，通过使用可重新配置的硬件来加速成像过程

基本信息

批准号：
185077618
负责人：
Professor Dr.-Ing. Jürgen Becker
金额：
--
依托单位：
Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2013-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/185077618?language=en
关键词：
Beschleunigung bildgebender Verfahren durch Einsatz

项目摘要

Die 3D Ultraschall-Computertomographie stellt ein vielversprechendes, kostengünstiges und unschädliches Verfahren zur frühzeitigen Brustkrebsdiagnose dar, in dem hochauflösende und reproduzierbare Volumenbilder erzeugt werden. Die Entwicklung dieses bildgebenden Verfahrens ist eng mit der Optimierung und dem Test von Algorithmen gekoppelt. Die erforderliche Rechenleistung ist derzeit ein einschränkender Faktor. Eine schnelle Umsetzung der Algorithmen auf eine leistungsfähige parallele Rechenarchitektur ist darum ein wichtiger Schritt zur klinischen Relevanz dieses neuartigen Diagnoseverfahrens. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen vorerst mit einem existierenden FPGA-basierten Datenaufnahmesystem, Methoden der parallelen Verarbeitung und Umsetzung von komplexen Algorithmen erarbeitet werden. Es soll eine durchgängige Werkzeugkette entwickelt werden, die es Ultraschallspezialisten unter Ausnutzung der FPGA-Rekonfiguration ermöglicht, Algorithmen - ohne genaue Kenntnis der verwendeten Hardware - schnell und effizient zu implementieren. Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung einer allgemeinen Vorgehensweise für die Realisierung von bildgebenden Verfahren unter Verwendung massiv paralleler und heterogener Rechenstrukturen. Es werden exemplarische Untersuchungen an alternativen Rechenarchitekturen wie beispielsweise GPU-Systemen durchgeführt, um eine Evaluierung heterogener Realisierungsansätze zu ermöglichen. Innerhalb des Förderzeitraums wird eine Beschleunigung des Verfahrens um einen Faktor 100 angestrebt. Das längerfristigere Ziel dieser interdisziplinären Forschung ist es, die Datenverarbeitung in Echtzeit durchzuführen und somit neben der Diagnose auch eine therapeutische Anwendung des Verfahrens zu ermöglichen.

Die 3D Ultrasound-Computertomography stelt ein vielversprechendes，kostengünstiges und unschädliches Verfahren zur frühzeitigen Brustkrebsdiagnose dar，in dem hochauflösende und reproduzierbare Volumenbilder erzeugt韦尔登.这些建筑物的开发是通过对建筑物的优化和测试进行的。这项研究是一项新的研究成果。Eine schnelle Umsetzung der Eschemen auf eine leistungsfähige parallele Rechenarchitektur ist darum ein wichtiger Schritt zur klinischen Relevanz dieses neuartigen Diagnostifahrens.在这种情况下，解决方案是采用一种基于FPGA的数据采集、并行测试和复杂网络测试方法韦尔登。由于韦尔登的超声波工作原理，超声波专用于FPGA的重新配置，因此，超声波专用于硬件的设计和实现。Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung einer allgemeinen Vorgehensweise für die Realisierung von bildgebenden Verfahren unter Verwendung Zerov paralleler und heterogener Rechenstrukturen.这是韦尔登的一个例子，它是一个替代的Rechenarchitekturen wie beispielsweise GPU-Systemen durchgeführt，um eine Evaluierung heterogener Realisierungsansätze zu ermöglichen。Innerhalb des Förderzeitraums wird eine Beschuanunigung des Verfahrens um einen Faktor 100 angestrebt. Das längerfristigere Ziel dieser interdisziplinären Forschung is es，die Datenverarbeitung in Echtzeit durchzuführen und somit neben der Diagnose auch eine therapeutische Anwendung des Verfahrens zu ermöglichen.