Imaging Informatics and the Human Brain Project: the Role of Structure, Review

(no abstract

Web-based Stereoscopic Collaboration for Medical Visualization

Medizinische Volumenvisualisierung ist ein wertvolles Werkzeug zur Betrachtung von Volumen- daten in der medizinischen Praxis und Lehre. Eine interaktive, stereoskopische und kollaborative Darstellung in Echtzeit ist notwendig, um die Daten vollständig und im Detail verstehen zu können. Solche Visualisierung von hochauflösenden Daten ist jedoch wegen hoher Hardware- Anforderungen fast nur an speziellen Visualisierungssystemen möglich. Remote-Visualisierung wird verwendet, um solche Visualisierung peripher nutzen zu können. Dies benötigt jedoch fast immer komplexe Software-Deployments, wodurch eine universelle ad-hoc Nutzbarkeit erschwert wird. Aus diesem Sachverhalt ergibt sich folgende Hypothese: Ein hoch performantes Remote- Visualisierungssystem, welches für Stereoskopie und einfache Benutzbarkeit spezialisiert ist, kann für interaktive, stereoskopische und kollaborative medizinische Volumenvisualisierung genutzt werden. Die neueste Literatur über Remote-Visualisierung beschreibt Anwendungen, welche nur reine Webbrowser benötigen. Allerdings wird bei diesen kein besonderer Schwerpunkt auf die perfor- mante Nutzbarkeit von jedem Teilnehmer gesetzt, noch die notwendige Funktion bereitgestellt, um mehrere stereoskopische Präsentationssysteme zu bedienen. Durch die Bekanntheit von Web- browsern, deren einfach Nutzbarkeit und weite Verbreitung hat sich folgende spezifische Frage ergeben: Können wir ein System entwickeln, welches alle Aspekte unterstützt, aber nur einen reinen Webbrowser ohne zusätzliche Software als Client benötigt? Ein Proof of Concept wurde durchgeführt um die Hypothese zu verifizieren. Dazu gehörte eine Prototyp-Entwicklung, deren praktische Anwendung, deren Performanzmessung und -vergleich. Der resultierende Prototyp (CoWebViz) ist eines der ersten Webbrowser basierten Systeme, welches flüssige und interaktive Remote-Visualisierung in Realzeit und ohne zusätzliche Soft- ware ermöglicht. Tests und Vergleiche zeigen, dass der Ansatz eine bessere Performanz hat als andere ähnliche getestete Systeme. Die simultane Nutzung verschiedener stereoskopischer Präsen- tationssysteme mit so einem einfachen Remote-Visualisierungssystem ist zur Zeit einzigartig. Die Nutzung für die normalerweise sehr ressourcen-intensive stereoskopische und kollaborative Anatomieausbildung, gemeinsam mit interkontinentalen Teilnehmern, zeigt die Machbarkeit und den vereinfachenden Charakter des Ansatzes. Die Machbarkeit des Ansatzes wurde auch durch die erfolgreiche Nutzung für andere Anwendungsfälle gezeigt, wie z.B. im Grid-computing und in der Chirurgie

Volumetric Medical Images Visualization on Mobile Devices

Volumetric medical images visualization is an important tool in the diagnosis and treatment of diseases. Through history, one of the most dificult tasks for Medicine Specialists has been the accurate location of broken bones and of the damaged tissues during Chemotherapy treatment, among other applications; like techniques used in Neurological Studies. Thus these situations enhance the need of visualization in Medicine. New technologies, the improvement and development of new hardware as well as software and the updating of old ones for graphic applications have resulted in specialized systems for medical visualization. However the use of these techniques in mobile devices has been poor due to its low performance. In our work, we propose a client-server scheme, where the model is compressed in the server side and is reconstructed in a nal thin-client device. The technique restricts the natural density values to achieve good bone visualization in medical models, transforming the rest of the data to zero. Our proposal uses a tridimensional Haar Wavelet Function locally applied inside units blocks of 16x16x16, similar to the Wavelet Based 3D Compression Scheme for Interactive Visualization of Very Large Volume Data approach. We also implement a quantization algorithm which handles error coeficients according to the frequency distributions of these coe cients. Finally, we made an evaluation of the volume visualization; on current mobile devices .We present the speci cations for the implementation of our technique in the Nokia n900 Mobile Phone

I-Light Symposium 2005 Proceedings

I-Light was made possible by a special appropriation by the State of Indiana. The research described at the I-Light Symposium has been supported by numerous grants from several sources. Any opinions, findings and conclusions, or recommendations expressed in the 2005 I-Light Symposium Proceedings are those of the researchers and authors and do not necessarily reflect the views of the granting agencies.Indiana University Office of the Vice President for Research and Information Technology, Purdue University Office of the Vice President for Information Technology and CI

Semotus visum: a flexible remote visualization framework

Journal ArticleBy offering more detail and precision, large data sets can provide greater insights to researchers than small data sets. However, these data sets require greater computing resources to view and manage. Remote visualization techniques allow the use of computers that cannot be operated locally. The Semotus Visum framework applies a high-performance client-server paradigm to the problem. The framework utilizes both client and server resources via multiple rendering methods. Experimental results show the framework delivers high framerates and low latency across a wide range of data sets

Methods and design issues for next generation network-aware applications

Networks are becoming an essential component of modern cyberinfrastructure and this work describes methods of designing distributed applications for high-speed networks to improve application scalability, performance and capabilities. As the amount of data generated by scientific applications continues to grow, to be able to handle and process it, applications should be designed to use parallel, distributed resources and high-speed networks. For scalable application design developers should move away from the current component-based approach and implement instead an integrated, non-layered architecture where applications can use specialized low-level interfaces. The main focus of this research is on interactive, collaborative visualization of large datasets. This work describes how a visualization application can be improved through using distributed resources and high-speed network links to interactively visualize tens of gigabytes of data and handle terabyte datasets while maintaining high quality. The application supports interactive frame rates, high resolution, collaborative visualization and sustains remote I/O bandwidths of several Gbps (up to 30 times faster than local I/O). Motivated by the distributed visualization application, this work also researches remote data access systems. Because wide-area networks may have a high latency, the remote I/O system uses an architecture that effectively hides latency. Five remote data access architectures are analyzed and the results show that an architecture that combines bulk and pipeline processing is the best solution for high-throughput remote data access. The resulting system, also supporting high-speed transport protocols and configurable remote operations, is up to 400 times faster than a comparable existing remote data access system. Transport protocols are compared to understand which protocol can best utilize high-speed network connections, concluding that a rate-based protocol is the best solution, being 8 times faster than standard TCP. An HD-based remote teaching application experiment is conducted, illustrating the potential of network-aware applications in a production environment. Future research areas are presented, with emphasis on network-aware optimization, execution and deployment scenarios