Procesamiento y visualización en arquitecturas embarcadas de computo de alto rendimiento

Abstract

El procesamiento de gran cantidad de imágenes y la visualización de sus resultados es indispensables para la investigación en microscopía, sin embargo, el aumento exponencial en la cantidad y tamaño de los datos hace estas tareas difíciles de manejar de manera local en computadores personales. Tomando en consideración las alternativas para acelerar procesamiento y visualización, y teniendo en cuenta el tamaño, la eficiencia energética, los costos financieros y la portabilidad, se diseñó una Arquitectura de Cómputo de Alto Rendimiento Embarcada para el procesamiento y visualización de imágenes de microscopía de bajo costo, tanto financiero como energético. La plataforma embebida utilizada cuenta con un tamaño relativamente reducido, lo que le brinda portabilidad y cuenta con componentes programables, lo que le brinda flexibilidad en cuanto a los problemas que puede resolver. También se implementó un piloto para resolver una situación que se presentaba en el Laboratorio de Óptica del grupo de investigación GOTS de la Universidad Industrial de Santander, allí los físicos requerían acelerar el tiempo de ejecución del algoritmo de procesamiento de imágenes llamado Profundidad de Campo Extendida (EDF), el cual renderiza una imagen 3D focalizada en todos los planos a partir de un stack de imágenes tomadas con diferentes planos de focalización, todo esto utilizando procesamiento masivamente paralelo sobre GPU con C CUDA en una plataforma Nvidia Jetson TK1 que se acopló al sistema de un Microscopio Axio Imager Z1m de Carl Zeiss