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Université de Groningue

 
 

L’immeuble Zernikeborg, qui abrite le centre de High Performance Computing et de Visualisation de l’Université de Groningen.

Le Centre de High Performance Computing et de Visualisation (www.rug.nl/cit/hpcv) fait partie de l’Université de Groningen et offre aux scientifiques des locaux remarquables pour la réalité virtuelle, la visualisation et les supercalculateurs. Il abrite l’ordinateur le plus puissant des Pays Bas, un BlueGene/L avec 12 288 cœurs. Cependant, le Dr Hans van Hateren, chercheur en neuroscience, a trouvé que les processeurs graphiques (GPU) NVIDIA du PC amélioraient les performances de ses travaux de simulation des réponses neuronales dans l’œil humain.


DÉFI

En simulant les circuits rétiniens, les composants de l’oeil qui traitent activement les informations visuelles et les transmettent au cerveau, les recherches du Dr van Hateren visent à donner un aperçu du fonctionnement de l’oeil humain. Mieux comprendre la fonction rétinienne représente une étape importante dans le développement de modèles artificiels du système visuel humain, qui pourrait s’appliquer à une large gamme d’applications médicales, scientifiques et industrielles importantes. Parmi ces applications, la conception d’implants rétiniens pour améliorer la vision des personnes qui ont des problèmes de vue et le développement de systèmes visuels pour les robots.

Le traitement de l’image par la rétine est massivement parallèle – ou en d’autres termes, de nombreux éléments d’information sont traités simultanément. Un grand nombre de cones (cellules sensibles à la lumière qui forment une partie de la rétine) produisent l’image projetée sur la rétine en trois canaux de couleur et s’adaptent aux niveaux de lumière dominants. Les autres neurones de la rétine fournissent les interactions spatiales qui accentuent les angles et améliorent le contraste des couleurs de l’image.

La simulation de ces processus demande un niveau de calculs impressionnant. Elle convient parfaitement aux architectures parallèles mais nécessite une communication rapide et efficace entre les différents processeurs à cause des énormes interactions spatiales dans la rétine.

solution

Schéma d’une partie de l’oeil humain, avec un agrandissement de la rétine. La technologie de NVIDIA est utilisée dans la recherche pour simuler les processus complexes de ces structures. Image reproduite avec l’autorisation de www.webvision.med.utah.edu.

Les solutions graphiques professionnelles NVIDIA® fournissent une excellente plate-forme pour réaliser ces calculs. La conception parallèle inhérente au GPU signifie que plusieurs processeurs fonctionnent simultanément, ce qui en fait l’élément idéal pour gérer des calculs intensifs. Le Dr van Hateren explique : « Avec la technologie graphique de NVIDIA, il est possible d’utiliser des algorithmes rapides qui imite à la perfection les processus physique et chimique complexes de la rétine. L’excellente augmentation de la courbe des performances des générations de cartes successives, la prise en charge de Linux, et l’arrivée récente de l’environnement logiciel CUDA permettent de réaliser des calculs intensifs performants de façon économique. »



impact

Les efforts du Dr van Hateren pour mieux comprendre le système visuel humain ont pu progresser grâce à la technologie NVIDIA. « Grâce aux performances élevées des solutions de NVIDIA, nous avons pu réaliser des simulations qui correspondaient très exactement au développement du modèle rétinien et nous avons pu reproduire certains des processus les plus complexes de la vision. Par exemple, nous avons pu faire un rendu et compresser une vidéo HDR qui reprend presque trait pour trait le mode de fonctionnement de l’œil pour traiter les images. Le résultat de ces simulations ouvre de nouvelles perspectives dans le processus de vision ».



 
 
 
 
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