Здание Зерникеборг, где расположен Университет Центра Высокопроизводительных Вычислений и Визуализации Гронингена

Центр Высокопроизводительных Вычислений и Визуализации (www.rug.nl/cit/hpcv) является частью Университета Гронингена и предоставляет ученым современное оснащение для виртуальной реальности, визуализации и мощных вычислений. В нем установлен самый быстрый компьютер в Нидерландах – 12288-ядерный BlueGene/L. Однако нейробиолог доктор Ханс Ван Хатерен (Hans van Hateren) обнаружил, что установленные в ПК графические процессоры от NVIDIA обеспечивают улучшенную производительность для эмуляции ответной реакции нервных клеток человеческого глаза.

Эмулируя сетчатку глаза - компонент глаза, который активно обрабатывает визуальную информацию и передает ее в мозг - доктор ван Хатерен стремится открыть новое в работе человеческого глаза. Большее понимание того, как работает сетчатка, - это важный шаг в развитии искусственных методов работы человеческой зрительной системы, которые найдут применение в широком спектре медицинских, научных и промышленных приложений. Это включает создание имплантата сетчатки, чтобы помочь людям с плохим зрением, и разработку зрительных систем для роботов.

Обработка изображений сетчаткой – это работа с большим количеством информации одновременно. Большое количество колбочек (чувствительные к свету клетки, являющиеся частью сетчатки) разделяют изображение, проектируемое на сетчатку, на три цветовых канала и адаптируют к доминирующим уровням яркости. Другие нейроны в сетчатке обеспечивают пространственное взаимодействие, делая края более четкими и улучшая цветовой контраст изображения.

Такое эмулирование – очень ресурсоемкий процесс. Он отлично подходит для параллельных вычислительных архитектур, но требует быстрой и эффективной связи между разными процессорами из-за большого количества пространственных взаимодействий в сетчатке.

Изображение человеческого глаза в разрезе, с увеличенным изображением сетчатки. Технология NVIDIA используется в исследованиях сложных процессов, происходящих в этих структурах. Изображение предоставлено www.webvision.med.utah.edu.

Профессиональные графические решения NVIDIA® являются отличной платформой для таких вычислений. Параллельный дизайн GPU означает, что большое количество процессоров работает одновременно, делая его идеальным выбором для работы с ресурсоемкими данными. Доктор ван Хатерен обяъсняет: “С помощью графической технологии NVIDIA стало возможным использовать быстрые алгоритмы, которые близко копируют сложные физические и химические процессы, происходящие в сетчатке глаза человека. Превосходный прирост производительности с каждым новым поколением карт, поддержка Linux и недавний выпуск программного окружения CUDA™ обеспечивают экономичные современные высокопроизводительные вычисления”.

Технология NVIDIA обеспечивают передовую поддержку д-ру ван Хатерену для изучения зрительной системы человека. “Высокая производительность решений NVIDIA означает, что мы можем создавать эмуляции, которые очень точно описывают поведение нейронов сетчатки. Технология NVIDIA не только послужила инструментом в разработки модели сетчатки, но и ее высокая производительность позволила нам сымитировать некоторые сложные процессы человеческого зрения. Например, мы можем рендерить и сжимать HDR видео (в широком динамическом диапазоне) почти так же, как и глаз при обработке изображений. Результат таких эмуляций открывают нам новые аспекты человеческого зрения”.