Závěrečná práce: Bc. David Wiesner, učo 255597: Paralelizace obrazového simulátoru buněčných populací
Diplomová práce
Paralelizace obrazového simulátoru buněčných populací
Paralelization of the image simulator of cell populations
Anotace
V oboru obrazové cytometrie se analyzuje výstup z optického mikroskopu pomocí komplexních algoritmů pro zpracování obrazu. K zajištění korektnosti těchto algoritmů je nutné důkladné testování v průběhu vývoje. K výrobě potřebných testovacích dat lze využít simulátory, které vytvoří realisticky vypadající obrazy s odpovídající anotací. Jedním z těchto simulátorů je MitoGen, simulační systém vyvíjený …více
Abstract
The field of image cytometry utilizes complex image analysis algorithms to process the output from optical microscopes. The development and subsequent verification of these algorithms require thorough testing to warrant their correctness. Simulators generating artificial real-world resembling images with corresponding ground truth are employed to facilitate the production of necessary benchmark testing …více
Klíčová slova
cell imaging virtual imaging simulation digital cell cell model cell populations digital phantom ground truth verification benchmarking testing image cytometry time-lapse MitoGen CBIA parallelization multi-threading C++11 Linux mutex scaling scheduling Fast Fourier Transform cmake EDF Earliest Deadline First optimization visualization implementationZadání práce
V CBIA FI MU byl v nedávné minulosti vytvořen MitoGen, simulátor růstu populace buněk. Program MitoGen vytváří sekvenci realisticky vypadajících 3D obrazů buněk, které jsou navíc doplněné o anotace pro účely vývoje a testování algoritmů zpracování obrazu. Program MitoGenu je naprogramovaný v C++, jedno-vláknově, a je značně výpočetně náročný.
Cílem této práce je především zkrátit čas potřebný k vyprodukování simulované sekvence a to zejména pomocí nástrojů paralelizace programů na úrovni procesoru. Konkrétně se v praktické části práce očekává vytvoření nástrojů specifických pro více-vláknový běh MitoGenu včetně nástrojů pro řešení problémů při práci se sdílenou pamětí, a jejich zaintegrování do programu. Součástí řešení bude také vytvoření nového druhu zámků, které umožní zamykat části obrazů, nikoliv pouze zamykat celou datovou strukturu -- celý obraz. Student se nevyhnutelně bude muset seznámit s architekturou programu, s netriviálním procesem simulace, identifikovat úseky vhodné pro zavedení paralelizace a vše implementovat a otestovat.
V teoretické části práce by měl být celý simulační systém rozepsán a diskutován z pohledu uvažované paralelizace, přesně vysvětleno použité řešení a zdokumentovány dosažené výsledky.
13. 12. 2017 12:59, RNDr. Vladimír Ulman, Ph.D., učo 4203
- Zadáno/změněno 2. 2. 2018 10:33, Helena Kryštofová
- Záznam založen 21. 11. 2017 13:47, Jana Zemanová, učo 9619
- Zveřejnit od 12. 12. 2017 13:53, Eva Drštková
- Práce převzata 12. 12. 2017 13:53, Eva Drštková
Přílohy
MitoGen-mthr.tar.bz2
Literatura
- SVOBODA, David a Vladimír ULMAN. MitoGen: A Framework for Generating 3D Synthetic Time-Lapse Sequences of Cell Populations in Fluorescence Microscopy. IEEE Transactions on Medical Imaging. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2017, roč. 36, č. 1, s. 310-321. ISSN 0278-0062. Dostupné z: https://doi.org/10.1109/TMI.2016.2606545.
Práce na příbuzné téma
Seznam prací, které mají shodná klíčová slova.
-
Learning-Based Cell Image Synthesis in Biomedical Imaging
RNDr. David Wiesner, Ph.D., učo 255597 -
Automatic optimization of virtual machines for high performance workloads
Mgr. Filip Křepinský -
Pokročilá implementace výpočtu atomárních nábojů metodou ekvalizace elektronegativity
RNDr. Tomáš Raček, Ph.D., učo 324965 -
Optimalizace fyzických struktur Elasticsearch pro ukládání a zpracování dat z energetických sítí
Bc. Jakub Kohút -
Model Checking with System Call Traces
Mgr. Katarína Kejstová -
Reporting zdravotních indikátorů ČR
Mgr. Tereza Klečková -
Algoritmy pro rozpoznávání dotykových gest
Mgr. Martin Ľupták -
Využití simulačních metod pro optimalizaci podnikových procesů
Ing. Andrej Rangelov




