III WVC 2007 - Iris.sel.eesc.sc.usp.br - USP

WVC'2007 - III Workshop de Visão Computacional, 22 a 24 de Outubro de 2007, São José do Rio Preto, SP.Otimização do Processamento de Imagens Médicas: Uma Abordagem UtilizandoJavaPriscila T. M. Saito, Ricardo J. Sabatine,Fátima L. S. Nunes, Kalinka R. L. Jaquie CasteloBrancoUnivem – Centro Universitário Eurípides de MaríliaAv. Hygino Muzzi Filho 529, CEP 17509-901, Marília, SP{psaito, sabatine, fatima, kalinka}@univem.edu.brAbstractThis paper aims at demonstrating the use of paralleldistributed computing to improve the execution time ofalgorithms used to the medical image processing. Imageprocessing techniques were implemented in the sequentialand parallel way by using the program language Javaand the parallel virtual libraries mpiJava and JPVM.Smoothing and edge detection algorithms wereimplemented in the special domain, using different size ofmasks. After the implementation, it was possible to makea comparison between the sequential and parallelapplication, that permitted to evaluate and to demonstratethe gain using distributed parallel computing.1. IntroduçãoO processamento de imagens é amplamente utilizadoem muitas aplicações. Essa área de conhecimento exigeintenso poder computacional, visto que as imagensapresentam, em sua grande maioria, tamanho elevado,constituindo grande volume de dados a seremprocessados.Quando o contexto trata de imagens médicas, estaquestão é ainda mais crítica, uma vez que aplicaçõesmédicas, em geral, requerem curto tempo de resposta enão se pode permitir armazenamento com perdas dedados. O tamanho elevado das imagens, aliado ànecessidade de aplicação de algoritmos complexos,aumenta o tempo de processamento dessas imagens,prejudicando a avaliação das mesmas [6].A necessidade de alto desempenho e alto podercomputacional para o processamento desse tipo deimagem pode ser atendida por meio do uso de sistemasdistribuídos e de bibliotecas de passagem de mensagens,que viabilizam a computação paralela distribuída.2. Computação Paralela DistribuídaO aumento da utilização de sistemas computacionaisdistribuídos, associado aos conceitos de computaçãoparalela, permite que tarefas possam ser realizadasexplorando maior potência computacional com relevanteredução dos custos.Apesar de possuir um meio de comunicação mais lentoquando comparada à comunicação em uma máquinamassivamente paralela, fator que degrada o desempenho,a computação paralela distribuída tem sido utilizada comsucesso para paralelizar aplicações que possuam poucanecessidade de comunicação entre os processos.Existem diversos ambientes de passagens demensagens especializados em fornecer recursosnecessários à programação paralela, entre eles o MPI(Message Passing Interface) e o PVM (Parallel VirtualMachine).Com o surgimento da linguagem Java, inúmeraspropostas foram apresentadas para a utilização dessasbibliotecas nessa linguagem podendo-se citar o mpiJava[1] e o JPVM (Java Parallel Virtual Machine) [3], queconstituem os ambientes de passagem de mensagensutilizados neste trabalho.A escolha desses ambientes para o processamentoparalelo dos algoritmos vem em decorrência do uso dalinguagem Java que contém fatores como portabilidade,permitindo a independência de plataforma, simplicidade,clareza nos códigos e a existência de bibliotecasespecializadas que possibilitam o reúso de código,facilitando a construção de aplicações nos mais diversosdomínios, como é o caso do processamento de imagens.3. Processamento de Imagens MédicasA finalidade das imagens médicas é auxiliar nacomposição do diagnóstico de anomalias e fornecermaterial para acompanhamento de terapias [6].Técnicas de processamento de imagens são aplicadascom o objetivo de melhorá-las e extrair informações úteisaos diagnósticos.Existem inúmeros métodos de processamento deimagens. A escolha de procedimentos a serem aplicadosdepende do objetivo que se deseja em relação a umadeterminada categoria de imagem.106