title: Online- und Offline-Prozessierung von biologischen Zellbildern auf FPGAs und GPUs
creator: Gipp, Markus
subject: ddc-004
subject: 004 Data processing Computer science
description: Wenn Bilder von einem Mikroskop mit hohem Datendurchsatz aufgenommen werden, müssen sie wegen der großen Bildmenge in einer automatischen Analyse prozessiert werden. Es gibt zwei Ansätze: die Offlineprozessierung, die Verarbeitung der Bilder auf einem Cluster, und die Onlineprozessierung, die Verarbeitung des Pixelstroms direkt von den Sensoren. Für die Bewältigung der Bilddaten in der Offlineprozessierung setzt diese Arbeit auf Grafikkarten und demonstriert eine Implementierung der Haralick-Bildmerkmalerkennung in CUDA. Dabei wird der Algorithmus um den Faktor 1000, gegenüber einer CPU-Lösung, beschleunigt. Dies ermöglicht den Biologen weitere Tests und einen schnelleren Erkenntnisgewinn. Die Onlineprozessierung setzt auf FPGAs, die sich mit den Sensoren elektrisch verbinden lassen. Dabei soll sich der Algorithmus dem Bedarf der Biologen entsprechend verändern lassen. Diese Arbeit zeigt die Entwicklung eines OpenCL-FPGA-Kompilierer-Prototyps. Die Biologen können Algorithmen in OpenCL schreiben und in ein Hardwaredesign für den FPGA übersetzen, was in einer Hardwarebeschreibungssprache für sie zu komplex wäre. Neben der Einfachheit hat die parallele Sprache OpenCL den Vorteil der Portierbarkeit auf andere Architekturen. Falls der FPGA-Kompilierer wegen existierender Einschränkungen den Algorithmus nicht übersetzen kann, lässt sich das OpenCL-Programm auch für die GPUs in der Offlineprozessierung übersetzen.
date: 2012
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/13349/1/DrThesisGipp_final_print.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00013349
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-133495
identifier:   Gipp, Markus  (2012) Online- und Offline-Prozessierung von biologischen Zellbildern auf FPGAs und GPUs.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/13349/
rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
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language: ger