平成18年度電気・情報関連学会中国支部第57回連合大会資料 岡山理科大学, 岡山 (2006 10

Higaki, Toru

Kaneda, Kazufumi

Okabe, Kenji

Tamaki, Toru

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?????????????????????????????????????????? ???????????????????? ?????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????United States National Library of Medicine?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1????????????????????????????????????0????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??? ????????????????????????????????????? ???????? ??????????????? ??? ??????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

グリッドコンピューティングを用いたボリュームレンダリング手法の開発

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グリッドコンピューティングを用いたボリュームレンダリング手法の開発広島大学 大学院 工学研究科岡部 憲史檜垣 徹金田 和文玉木 徹 背景・3次元表示により直観的・内部まで観察が可能・データ量増大により高計算コスト頭部MRIデータボリュームレンダリング医療機関では計算機を多数導入空いている計算資源を有効利用グリッドコンピューティングCTやMRIから出力された断面画像　　・・・直観的な観察が困難高精度な3次元表示の要求United States National Library of Medicine頭部断面画像提案手法の要点レンダリング手法の選択レイキャスティング法[Levoy ’88]・・・　全てのセル値が画像に反映されるとは限らないスプラッティング法[Westover ’90] ・・・　全てのセル値が画像に反映され高精度品質係数に基づく閾値によりセルをグループ化ユーザーの求める品質の画像を高速に生成オブスタクルフラグを使用し可視性の優先順位を決定可視性の優先順位を考慮した順序でボリュームデータを分割・個別にレンダリング 不透明度をもとにそれぞれのレンダリング結果を合成品質係数の導入可視性の優先順位を考慮した分割レンダリング・合成全体の構成・流れ・・ボリュームデータ分割不透明度を元にRGB値を合成 レンダリングクライアント サーバエージェントエージェントエージェント分割ボリュームデータ視線・不透明度・品質係数結果画像レンダリング要求結果画像表示ボリュームデータ視線・不透明度・品質係数レンダリング結果 ・RGB、不透明度提案手法の要点レンダリング手法の選択レイキャスティング法[Levoy ’88]・・・　全てのセル値が画像に反映されるとは限らないスプラッティング法[Westover ’90] ・・・　全てのセル値が画像に反映され高精度品質係数の導入オブスタクルフラグを使用し可視性の優先順位を決定可視性の優先順位を考慮した順序でボリュームデータを分割・個別にレンダリング 不透明度をもとにそれぞれのレンダリング結果を合成可視性の優先順位を考慮した分割レンダリング・合成品質係数に基づく閾値によりセルをグループ化ユーザーの求める品質の画像を高速に生成スプラッティング法[Westover ’90]ボリュームデータスクリーンに対して投影(本手法では平行投影)スクリーン全てのボリュームデータをカーネルとして投影⇒高精度な表示ボリュームデータの各セル値から輝度値と不透明度を持つカーネルを作成カーネルそれぞれのカーネルで中心ほど値の高い分布を持つフットプリントを作成フットプリント提案手法の要点品質係数の導入レンダリング手法の選択レイキャスティング法[Levoy ’88]・・・　全てのセル値が画像に反映されるとは限らないスプラッティング法[Westover ’90] ・・・　全てのセル値が画像に反映され高精度オブスタクルフラグを使用し可視性の優先順位を決定可視性の優先順位を考慮した順序でボリュームデータを分割・個別にレンダリング 不透明度をもとにそれぞれのレンダリング結果を合成可視性の優先順位を考慮した分割レンダリング・合成品質係数に基づく閾値によりセルをグループ化ユーザーの求める品質の画像を高速に生成品質係数　グループセル差分の最大値≧tグループ化不可差分の最大値＜tグループ化可能グループ化[余傳 ’03]・ユーザにより1（高品質）～0(低品質)で与えられる・生成画像の精度は品質係数に依存グループ化閾値 品質係数、セルの最大値・最小値から算出t …提案手法の要点オブスタクルフラグを使用し可視性の優先順位を決定可視性の優先順位を考慮した順序でボリュームデータを分割・個別にレンダリング 不透明度をもとにそれぞれのレンダリング結果を合成可視性の優先順位を考慮した分割レンダリング・合成品質係数の導入レンダリング手法の選択レイキャスティング法[Levoy ’88]・・・　全てのセル値が画像に反映されるとは限らないスプラッティング法[Westover ’90] ・・・　全てのセル値が画像に反映され高精度品質係数に基づく閾値によりセルをグループ化ユーザーの求める品質の画像を高速に生成可視性の優先順位オブスタクルフラグを作成・更新することで効率的に割り振りと合成を行う投影面に近いセルほど可視性が高いレンダリングには順序がある分割してレンダリングした結果を合成する場合にも  順序があるタスクの割り振りと同時に合成を行うタスクの結果が割り振った順に戻ってこない可能性合成可能かどうか確認する必要性  (合成できない場合はメモリに格納)合成できる可能性を高める必要があるオブスタクルフラグ東北西南投影面⑤の合成の障害となるのは①と④①②③④よって0110フラグ西南東北方向(障害があれば1、なければ0)・各分割ボリュームデータに1つずつ用意される・合成され障害が取り除かれると更新される・全てのフラグが0になったとき合成可能となる※説明の都合上、2次元で示す視線方向⑤結果(品質係数のみ適用)y×64256　ｘ25664643232128zyxz●25625664 0127255セル値モデルデータBA0.991.00(非グループ化)品質係数264×368264×368スクリーンサイズ6.041sec13.041secレンダリング時間0.010.01不透明度A使用計算機 CPU : AMD Athlon64 2800+　Memory : 1.5GBBMRIデータへの適応結果(品質係数のみ適用)300×3503.172sec0.10.50CBA0.991.00(非グループ化)品質係数300×350300×350スクリーンサイズ7.938sec8.047secレンダリング時間0.10.1不透明度A使用計算機 CPU : Xeon3.6GHz×2　Memory : 3GBB Cまとめグリッドコンピューティングを用いた　　　ボリュームレンダリングの高速化のための システム概要、可視性の優先順位、                                   品質係数について提案 品質係数により要求された品質での        レンダリングの高速化が行えることを確認今後の課題グリッドを使用した実装タスク割り振りの最適化エージェント数に対する適当な分割数の選定

http://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/files/public/1/19843/20141016134303105426/20061021_Shibtaikai_Okabe_slide.pdf

グリッドコンピューティングを用いたボリュームレンダリング手法の開発

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