velikost textu

Interactive Processing of Volumetric Data

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Interactive Processing of Volumetric Data
Název v češtině:
Interaktivní zpracování objemových dat
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jan Kolomazník
Školitel:
RNDr. Josef Pelikán
Oponenti:
Dr. Silvester Czanner, Ph.D.
Ing. Petr Dokládal
Id práce:
193282
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Katedra softwaru a výuky informatiky (32-KSVI)
Program studia:
Informatika (P1801)
Obor studia:
Softwarové systémy (4I2)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
19. 9. 2018
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
minimálnı́ řez grafem, segmentace, přechodové funkce, celulárnı́ automaty, GPGPU, paralelnı́ algoritmy, statistické modely
Klíčová slova v angličtině:
minimal graph-cut, segmentation, transfer functions, cellular automata, GPGPU, parallel algorithms, statistical models
Abstrakt:
Název práce: Interaktivní zpracování objemových dat Autor: Jan Kolomazník Katedra: Katedra software a výuky informatiky Školitel: RNDr. Josef Pelikán, Katedra software a výuky informatiky Abstrakt: Interaktivní vizualizace a segmentace objemových dat je v porovnání s dvoudi- menzionálním zpracování obrazu omezována složitostí algoritmů a velikostí zpracovávaných dat. V této práci je popsána metoda pro interaktivní segmentaci, jež je založena na hledání minimálního řezu grafem. Celkový čas výpočtu byl snížen převedením všech výpočetních kroků na GPU. Tento cíl vyžadoval návrh masivně par- alelních algoritmů (využívajících tisíce vláken). Ke výraznějšímu snížení výpočetní zátěže je graf konstruován nad množinou regionů vytvořených wa- tershed transformací vstupu. Jako formalismus pro řadu masivně paralelních algoritmů byly vybrány celulární automaty, které spolu s prezentovanou sadou rozšíření, umožňují efektivní mapování a výpočet na grafických kartách. Několik variant paralelní wa- tershed transformace je následně definováno pomocí těchto celulárních au- tomatů. Prezentována byla také nová varianta 2D přechodových funkcí pro přímé zobrazování objemových dat. Metoda je vhodná pro odlišování objektů v obraze na základě jejich tvaru a velikosti. Pro usnadnění implementace algoritmů digitálního zpracování obrazu na grafických kartách byla vytvořena knihovna CUDA Generic Image Processing (CUGIP). Kombinací všech těchto dílčích komponent byla vytvořená metoda pro in- teraktivní segmentaci objemových dat, kde jsou všechny výpočetně náročné kroky spouštěny na grafických kartách podporující CUDA rozhraní. Klíčová slova: minimální řez grafem, segmentace, přechodové funkce, celulární automaty, GPGPU, paralelní algoritmy, statistické modely 1
Abstract v angličtině:
Title: Interactive Processing of Volumetric Data Author: Jan Kolomazník Department: Department of Software and Computer Science Education Supervisor: RNDr. Josef Pelikán, Department of Software and Computer Science Education Abstract: Interactive visualization and segmentation of volumetric data are quite lim- ited due to the increased complexity of the task and size of the input data in comparison to two-dimensional processing. A special interactive segmentation workflow is presented, based on minimal graph-cut search. The overall execution time was lowered by implementing all the computational steps on GPU, which required a design of massively parallel algorithms (using thousands of threads). To lower the computational burden even further the graph is constructed over the image subregions com- puted by parallel watershed transformation. As a suitable formalism for a range of massively parallel algorithms was chosen cellular automata. A set of cellular automata extensions was defined, which allows efficient mapping and computation on GPU. Several variants of parallel watershed transformation are then defined in the form of cellular automaton. A novel form of 2D transfer function was presented, to improve direct volume visualization of the input data, suited for discriminating image features by their shape and size. CUDA Generic Image Processing (CUGIP) library was created to wrap com- mon image processing patterns implemented for CUDA devices and presented algorithms were implemented as part of it. By combination of all these components a fast responsive system for inter- active segmentation was created, where all computationally expensive oper- ations are executed on CUDA-enabled graphics card. Keywords: minimal graph-cut, segmentation, transfer functions, cellular automata, GPGPU, parallel algorithms, statistical models 1
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jan Kolomazník 11.59 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jan Kolomazník 30 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jan Kolomazník 32 kB
Stáhnout Posudek vedoucího RNDr. Josef Pelikán 66 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Silvester Czanner, Ph.D. 338 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Petr Dokládal 98 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 231 kB