Mejoramiento de imágenes médicas en un procesador gráfico.

Abstract

En este trabajo se presenta la implementación del proceso de difusión en un procesador gráfico para el mejoramiento de imágenes médicas. El mejoramiento se realiza para disminuir el ruido inherente al proceso de adquisición de la imagen sin la pérdida de información importante y por lo tanto aumentar la calidad de la representación. El proceso que se ha elegido para explorar la arquitectura del procesador gráfico es el mejoramiento de imágenes. Para llevar a cabo el mejoramiento, se utiliza la ecuación de difusión. Se implementa el proceso de difusión para efectuar una eliminación selectiva de ruido sin la pérdida de la nitidez en los contornos de la imagen. El método se implementa en la arquitectura masivamente paralela de los procesadores gráficos. Por las características del algoritmo de difusión, es posible su implementación de manera que se aprovechan los recursos del procesador gráfico y de esta manera se reduce el tiempo de procesamiento. Para minimizar el error en el mejoramiento se realiza una búsqueda de los valores de los parámetros de difusión que produzcan el error mínimo. Se aplica un método de búsqueda rápida, mediante el cual se obtiene una aproximación al mínimo con una cantidad menor de iteraciones que el método de búsqueda exhaustiva. Mediante la implementación del algoritmo de mejoramiento en un procesador gráfico, se logró una ganancia en el tiempo de ejecución del algoritmo de hasta 93 veces, respecto a su implementación en un procesador de propósito general. Se logró una reducción importante del ruido en las imágenes a las que se le aplicó el proceso de mejoramiento, con los parámetros de difusión encontrados mediante el algoritmo de búsqueda rápida. __________________________________

In this work, the implementation of the diffusion process in a graphics processor is presented, with application to medical image enhancement. The objective of image enhancement is to improve the quality of the medical images and to reduce the noise associated to the acquisition process without image information loss. The medical image enhancement has been chosen to explore the graphics processor architecture. To perform the enhancement, the diffusion equation is used. The method is implemented in the massively parallel graphics processors arquitecture. Due to the characteristics of the diffusion algorithm, it is possible to take advantage of the resources of the processor and reduce the image processing time. To minimize the error after the enhancement, a search for the optimal parameters is conducted. Instead of using an exhaustive search, a fast search method is applied to obtain an approximation to the optimal values with a reduced amount of iterations. A gain of up to 93 in the execution time of the diffusion algorithm has been achieved as a result of the implementation of the agorithm in a graphics processor, with respect to the execution time in a general purpose processor. An important noise reduction has also been achieved by using the diffusion parameters found with the fast search algorithm.