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图像处理网格：建立多点协同工作机制 二I-I】I 踢嚣疆誓■■ 图像处理网格■■ 建立多点协同工作机制 ■文/金海章勤郑然 应用平台 图像处tNN格应用平台基于中国教育 与科研网格ChinaGrid,互连华中科技大 学,国防科技大学,中山大学等高校的高性 能计算资源(如图1所示,平台内计算能力 平台的主要优势有: 1,平台利用网格平台屏蔽网格资 源分布和异构特性,利用应用中间件 屏蔽内部复杂的实现细节,利用Web Portal(如图2所示)面向用户提供友 好的图形化交互界面,以及方便,易 用的操作环境,降低图像处理研究者 图1图像网格全局结点分布 超过5千亿次,可共享的海量存储能力超过 5TB),建立一个可用于图像处理的,高效, 鲁棒,安全的高性能计算网格平台.该平台 隐藏其内部异构性和动态性,提供网格服 务平台和图像处理应用支撑系统,支持异 构平台的互操作,面向用户提供友好,方 便,易用的操作环境,利用网格环境中庞大 的计算资源解决大规模图像处理问题,支 持数字化虚拟人,遥感图像处理,医学图像 诊断等典型应用实例,为广泛的图像处理 应用提供多种高效,可靠的网格服务. 24中国教育网络20o65 使用网格资源的 难度.图2图像网格平台Porta 2,平台面向图 像处理应用提供一 系列工具集和基础 服务,采用服务组件 重组聚合网格环境 中庞大的计算资源 解决大规模图像处 理问题,利用工作流 引擎分散和简化应 用逻辑,减少用户的 中间介入,提高服务 可重用性和服务性能,支持分布式应用, 提高可扩展性. 3,平台上的通用服务请求代理屏蔽网 格服务调用繁琐的细节,为远程客户端提 供通用的服务调用接口,用户程序员可以 不用拷贝需调用的服务包到客户端,大大 方便了调用,同时在一定程度上保证了程 序的稳定性和性能. 4,平台提供集群的并行计算环境和网 格环境下图像处理应用的多点协同处理机 制,利用广域范围内的多个高性能计算结 点,实施任务广域分派,高效解决各类图像 处理应用,提高服务协同工作的效率和空 闲资源的利用率. 5,平台提供高质量,低延迟的远程可 视化工具,用户可以直接利用该工具实时, 远程地查看应用处理后拥有庞大数据量的 图像结果,既节约了用户的存储空间,又保 证用户与系统良好的交互性. 典型应用 数字化虚拟人应用 基于网格环境的数字化虚拟人应用, 在虚拟中国人切片数据的基础上提取外形 及部分重点组织器官轮廓数据,利用网格 计算的强大处理能力和存储能力,对已有 的彩色人体切片数据集进行信息提取,将 人体结构和组织器官进行数字化与可视化 处理,从理论和方法上大幅提高我国在数 字化虚拟人基础上的研究水平,依此提取 的数字化虚拟人的三维数据将为多学科研 究与应用提供基础. 数字化虚拟人应用的主要成果表现为. 1,数字化虚拟人应用探索彩色图像区 域分割算法,并提出了基于纹理和色彩信 息的区域分割算法,对部分器官区域的分 割获得了较好的效果; 2,对MarchingCube算法进行了改 进,并提出了一种新的三角网格数据存储 格式和相应算法,在此基础上进行分布式 断层数据的重建,得到的结果不会损失任 何空间信息和拓朴信息; 3,在提出的网格数据存储格式的基 础上,对网格平滑算法和简化算法进行了 边缘保持处理,实现了网格数据的分布式 优化; 4,构建了数字虚拟人三维可视平台, 用户可以通过友好的人机交互界面,对数 字人体进行操作; 5,将关键算法进行网格服务封装,实 现了算法资源的共享. 遥感图像处理应用 基于网格环境的遥感图像处理应用, 研究并实现适合于网格环境的遥感图像并 行处理算法,建立典型遥感图像处理并行 算法库及应用.该库集成了遥感图像处理 的图像变换,滤波增强,边缘检测,直方图 台和实际应用环境. 遥感图像处理具有数据量巨大且操作 复杂的特点,它对并行处理的需求是十分 迫切的.网格环境下这一应用的表现为: 1,遥感图像处理应用采用并行处理 技术实现快速的遥感图像处理,提出了一 系列适合于网格环境的并行遥感图像处理 算法; 2,提供多样化的遥感图像处理功能 库,并将算法库进行网格服务封装,实现了 算法资源的共享; 3,提供面向图像应用领域的网格并行 开发工具及方便的编程接口; 4,服务系统采用层次式,模块化设计, 便于维护和升级. 医学图像诊断应用 网格医学图像诊断应用在医院现有 PACS系统的基础上,利用网格技术把多 个医院异构的PACS系统连接在一起,使 之成为一个支持信息共享,协同工作,知识 发现的临床应用环境,让医生和医院能够 以更快,更准确和简便的方式,获得更加可 靠和精确的各种医学图片(如X光片,CT 片,MR片,B超片等),从而提高疾病早 图3遥感图像处理网格计算 运算和自动配准等14大类共35种图像处理 运算服务(如图