16、图像数据处理与硬件加速：技术解析与应用策略

图像数据处理与硬件加速：技术解析与应用策略

1. 图像金字塔集重投影算法

在处理大型图像集合时，通常会形成具有空间 [x, y, z]、时间 [t] 和/或光谱 [λ] 维度的 3D 体积。为了让科学家能够检查和测量 TB 级的 3D 体积，需要进行快速正交重投影以实现交互式视图更改。

1.1 图像帧集到图像帧集重投影

以下是该重投影的伪代码：

• 加载 2D 图像到 RAM。
• 对于输入 2D 帧中的所有列
  – 从每个 2D 帧中复制相同索引的列，并根据 2D 帧的输入顺序将它们放入一个新的 2D 图像中。
  – 将新的 2D 图像写入磁盘。
• 结束

1.2 金字塔集到金字塔集重投影

以下是该重投影的伪代码：

• 加载缩放级别为 1 的 2D 图像块到 RAM。
• 对于输入金字塔集中的所有列和图像块
  – 从每个金字塔集中的相同索引图像块中复制相同索引的列，并根据金字塔集的输入顺序将它们放入一个新的 2D 图像块中。
  – 将新的 2D 图像块写入磁盘，位于根据列索引编号的输出金字塔集内。
• 结束
• 通过下采样从缩放级别为 1 的图块完成完整金字塔集的构建。

实验结果表明，在分布式计算资源上执行时，金字塔集的重投影算法比图像帧集的算法更高效。基于金字塔的重投影的主要优点是它不需要太多计算机内存，并且能立即生成用于查看的金字塔表示。

2. 监督算法