Transcript 卒業研究発表

医療支援診断のためのコンピュータ
分散システムの検討
画像工学研究室
Marlporl
背景
４次元ＣＴの利用、リアルタイムの診断
256×512×256の3次元ＣＴ画像を
1秒以下で再構成することが求められている
ＣＴ画像再構成の高速化
複数台のＰＣで分散システムを構築
目的
ＣＴ画像の再構成を高速に処理できる
ように、複数台のＰＣを用いて分散シス
テムを構築し、処理の流れを検討する。
ＣＴ画像について
ＣＴ画像再構成の手順
・投影データ作成
・フィルタ補正
・逆投影
・画像に出力
ＣＴ画像再構成の計算処理は
角度ごとに独立して行うことが
できるので、それぞれ他の角
度と影響を与え合わない
並列分散処理に向いている
Shepp-Loganの頭部ファントム
方法（１）
・２次元ＣＴ画像再構成プログラムの作成
→Ｃ言語を使用
出力画像は ４０１×４０１ である
実際に分散させる計算は、逆投影の処理である
・分散システムの構築
複数台のＰＣを利用可能に
スクリプト言語Ｒｕｂｙを使用
ネットワーク環境：ＴＣＰ/ＩＰ通信、１００ＢＡＳＥ-ＴＸ
方法（２）
分散システムの処理の流れ
実際の手順
・２次元ＣＴ画像再構成の計算処理を、サー
バーに１台、クライアントに２台の計３台の
ＰＣを用いて分散処理を行う
-１台のＰＣで実行した時と比較
・クライアントの台数を増やし、３台、４台の
時の処理の流れを検討する
結果 -再構成画像の処理時間実験回数
1
2
3
4
5
平均
クライアント1
211.6
212.9
211
211.6
210.3
211.48
クライアント2 分散処理結果
191.5
163
190.8
157
191
150
190.7
149
190.8
149
190.96
153.6
分散処理において
投影データ作成
：
６秒
逆投影（クライアント１） ： １０２秒
逆投影（クライアント２） ：
９４秒
データ転送
：
３９秒
画像出力
：
５秒
結果-ＰＣの台数と時間の関係300
250
200
画像出力
データ転送
逆投影
投影データ作成
時間 150
100
50
0
1
2
3
4
ＰＣの台数
・それぞれの値は５回行った実験の平均値である
考察
・２台に分散して処理を行ったほうが、ＰＣ１台単独で
処理を行った時よりも実行時間は短縮された。
・１台より２台、２台より３台と台数を増やす毎に、実行
時間は短縮された。
しかし、、、クライアントを４台にした時
データ転送の時間が増えたため、総実行時間も３台の
ときよりも多くかかるようになった。
データ転送量が増えたことにより、float型に変換する
量も増えたことや、ソケットが確保できず、データでソ
ケットがFull状態になったため、転送が待ち状態となっ
たのではないかと考えられる。
今後の課題
・ 今回構築した分散システムの改良
データ転送の方法、処理の流れの改良
・ ＰＣの台数を増やして、分散システム
の効果を検討していく。
・ Ｒｕｂｙ以外の言語でシステム構築