Supercomputación gráfica aplicada al análisis de imágenes cerebrales con niftyreg

Abstract: Medical image processing in general and brain image processing in particular are computationally intensive tasks. Luckily, their use can be liberalized by means of techniques such as GPU programming. In this article we study NiftyReg, a brain image processing library with a GPU implementation using CUDA, and analyse different possible ways of further optimising the existing codes. We will focus on fully using the memory hierarchy and on exploiting the computational power of the CPU. The ideas that lead us towards the different attempts to change and optimize the code will be shown as hypotheses, which we will then test empirically using the results obtained from running the application. Finally, for each set of related optimizations we will study the validity of the obtained results in terms of both performance and the accuracy of the resulting images.

Procesamiento de imágenes cerebrales en GPU

Abstract: As time has passed, the general purpose programming paradigm has evolved, producing different hardware architectures whose characteristics differ widely. In this work, we are going to demonstrate, through different applications belonging to the field of Image Processing, the existing difference between three Nvidia hardware platforms: two of them belong to the GeForce graphics cards series, the GTX 480 and the GTX 980 and one of the low consumption platforms which purpose is to allow the execution of embedded applications as well as providing an extreme efficiency: the Jetson TK1. With respect to the test applications we will use five examples from Nvidia CUDA Samples. These applications are directly related to Image Processing, as the algorithms they use are similar to those from the field of medical image registration. After the tests, it will be proven that GTX 980 is both the device with the highest computational power and the one that has greater consumption, it will be seen that Jetson TK1 is the most efficient platform, it will be shown that GTX 480 produces more heat than the others and we will learn other effects produced by the existing difference between the architecture of the devices.

Dibujando palabras y escribiendo imágenes: dos autores de cómics hablan de su obra.

Conferencia y debate posterior con Matt Madden y Jessica Abel, reconocidos autores internacionales de cómic que disertaron sobre sus resppectivos procesos de trabajo y acerca de sus fuentes y referencias, centrándose especialmente en relacionar sus modos de producción con los del arte contemporáneo. Matt Madden es un historietista estadounidense de gran reconocimiento internacional, miembro del movimiento OuBaPo. Empezó su carrera en Míchigan editando sus propios mini-cómics. Publicó su primera novela gráfica, Black Candy, en el año 1998. Usando como referencia el libro Ejercicios de estilo, escrito por Raymond Queneau, publicó en el año 2005 99 ejercicios de estilo, donde la misma historieta de una página se repite de 99 formas distintas. Desde el año 2006 es editor, junto con su esposa Jessica Abel, de The Best American Comics, una serie de libros de periodicidad anual que recogen lo mejor de la historieta estadounidense por año. Cada volumen cuenta con un editor invitado, normalmente un historietista relevante, como Neil Gaiman (2010) o Alison Bechdel (2011). Madden y Abel imparten clases en la Escuela de Artes Visuales de la Universidad de Yale (New Haven, Connecticut, USA). Jessica Abel es una historietista estadounidense, también de gran proyección internacional, conocida por sus trabajos Life Sucks, Drawing Words & Writing Pictures, Soundtrack, La Perdida, Mirror, Window,Radio: An Illustrated Guide (en colaboración con Ira Glass) y la antología Artbabe. Las exposiciones unipersonales de Abel incluyen Corridoio Altervox en Roma, en la Galería Phoenix de Brighton; el Festival Internacional de Cómics de Oporto, en Portugal; Viñetas desde o Atlántico en La Coruña, España; y en la Comicon de Nápoles. Sus exposiciones grupales incluyen la Galería Jean Albano en Chicago; Athaneum, Stripdagen, en Holanda; las galerías Davidson en Seattle; la Galería Forbes en Hyde Park Art Center, en Nueva York; la Galería Regina Miller y la Galería Vox en Filadelfia; el Centre National de la Bande Dessinée et de l'Image en Angoulême, Francia; y el Museo Norman Rockwell en Stockbridge, Massachussetts.

Evaluación del estado de eutrofización del mar Alborán mediante el empleo combinado de imágenes de satélite y de muestreos in situ

La eutrofización marina es un problema que afecta a los mares europeos y particularmente a sus aguas costeras. Se trata del enriquecimiento anómalo en nutrientes de las aguas marinas, generalmente compuestos del nitrógeno y fósforo aportados por la actividad del ser humano, y que tiene como resultado consecuencias nocivas para la calidad de las aguas y la biodiversidad. La Directiva Marco de las Estrategias Marinas, que entró en vigor en 2010, recoge esta problemática y emplaza a los estados miembros para su evaluación y en su caso para la remediación de sus efectos nocivos identificando el origen de los aportes de nutrientes. Esta tarea requiere metodologías y procedimientos operativos que permitan ser implementados de forma coordinada por los estados miembros a nivel regional. En el primer capítulo de esta tesis se presenta una metodología para realizar la zonación del norte del mar Alborán a partir de imágenes de satélite de clorofila a tal que permite delimitar las áreas con características de productividad diferenciadas que pueden ser propuestas como unidades de gestión de la eutrofización y que se puedan emplear tanto en el diseño de los programas de seguimiento como en el aprovechamiento de los datos oceanográficos medidos in situ. En este capítulo se describe la metodología analítica utilizada, que está basada en la aplicación del análisis clúster de las k-medias a las imágenes de satélite de clorofila, así como su validez a partir del análisis de las series temporales de datos tomados in situ. El segundo capítulo se hace una evaluación de los indicadores de la eutrofización en una zona reducida de Alborán, donde existen multitud de datos oceanográficos, meteorológicos y ambientales. Para llevarla a cabo, se adaptó la metodología empleada en el capítulo 1 a la región ECOMALAGA. Una vez realizada la zonación, se agregaron los datos oceanográficos, meteorológicos y ambientales potencialmente relacionados con la eutrofización en cada área, y posteriormente se evaluaron las diferencias estadísticas a lo largo del ciclo estacional y entre las diferentes zonas. Con esta finalidad, se estiman las tendencias temporales de las variables ambientales en cada zona. A partir de los resultados obtenidos se infirió qué variables y/o mecanismos podrían estar influyendo sobre la concentración superficial de la clorofila a. En el tercer capítulo se ensayaron modelos aditivos generalizados (GAM) con el fin de identificar las variables más importantes que afectan a los indicadores de la eutrofización. Como variable respuesta del modelo se usó la clorofila a, pues se trata del indicador directo de la eutrofización más empleado. Las variables explicativas se componen de variables oceanográficas, meteorológicas y ambientales. En el cuarto capítulo se desarrolla un algoritmo regional para el mar de Alborán que permite obtener valores de clorofila a a partir de imágenes de satélite más ajustados a los valores que proporcionan los algoritmos disponibles que la sobreestiman considerablemente. En la discusión final y conclusiones se hace énfasis en el enfoque práctico de esta tesis doctoral, detallando la potencialidad de la metodología presentada para la evaluación de la eutrofización. Para esto, se detallan los resultados de la evaluación obtenidos para el mar Alborán empleando dicha metodología, definiendo su estado actual y las tendencias registradas, así como las causas de los problemas encontrados. Finalmente se evalúan y proponen posibles medidas para su remediación y control.