• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Creation of Large-scale and High Performance Technology for Processes of Multidisciplinary Computational Anatomy with Supercomputers

Publicly Offered Research

Project AreaMultidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
Project/Area Number 17H05290
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

片桐 孝洋  名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (40345434)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords高性能計算 / エクサスケール / 非剛体位置合わせ問題 / テンソル補完 / ハイブリッドMPI/OpenMP / スーパーコンピュータ / 並列化 / スレッド並列化
Outline of Annual Research Achievements

多元計算解剖モデルは、空間、時間、機能、病理の4つの軸にまたがる医用画像に基づきコンピュータ上に構築する。この空間軸を考えると、顕微鏡などのミクロモデルからMRなどのマクロモデルを3次元化してシームレスに扱うためには、膨大なデータ量を扱わなければならない。1回当たり数TB、総合で数百TBの大容量なデータ処理を扱わなければならない。データ量の大規模化に従い処理の演算量も爆発的に増大する。その結果、PCなど通常の計算機では現実的時間で処理できなくなることが危惧されている。一方で、スーパーコンピュータ(以降、スパコン)の発展はめざましい。I/O処理を高速化できるシステムソフトウェア、並列化および高性能化の技術も進展している。そのため、High Performance Computing (HPC) 技術を多元計算解剖学の処理に適用することで処理時間の壁を打破することが期待できる。
本研究では、昨年度に引き続き、HPCの研究者と多元計算解剖学の研究者が連携することで、処理時間の壁を打破するアルゴリズムと実装技法を開発する。実用的な技術を創成するため、研究代表者の機関が所有するスパコンであるFX100システムを活用し、幅広い計算機環境に対応する並列アルゴリズムと高性能実装技法を開発した。
具体的には、1.画像非剛体位置合わせ問題について、有効となる並列アルゴリズムおよび高性能実装技法の性能改善を行った。高性能化のための並列化に加えて、最先端の並列化技法であるMPIとOpenMPを利用したハイブリッドMPI/OpenMP並列化による実装方式も性能改善を行い、実用問題で現実的な実行時間で処理可能なことを示した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] 医用画像処理におけるLDDMMの並列化とコード最適化2018

    • Author(s)
      中島大地,田村友輝,物部峻太郎,片桐孝洋,本谷秀堅,永井亨,荻野正雄
    • Journal Title

      研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

      Volume: 2018-HPC-167 Pages: 1-7

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Landmark-based reconstruction of 3D smooth structures from serial histological sections2018

    • Author(s)
      Naoki Kawamura; Hirokazu Kobayashi; Tatsuya Yokota; Hidekata Hontani; Kenoki Ohuchida; Chika Iwamoto; Makoto Hashizume
    • Journal Title

      Proc. SPIE Conference on Medical Imaging

      Volume: 10581 Pages: 1-7

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] スーパーコンピュータを用いたSPIRALコードジェネレータの性能評価2019

    • Author(s)
      北井成哉、片桐 孝洋、永井 亨、荻野 正雄
    • Organizer
      情報処理学会第81回全国大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] HMDによるプラズマ乱流シミュレーションの可視化2019

    • Author(s)
      北澤修太、沼波政倫、大谷寛明、片桐孝洋、荻野正雄、永井亨
    • Organizer
      情報処理学会第81回全国大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Toward Auto-tuning of Preconditioners for Sparse Iterative Solvers by Deep Learning2019

    • Author(s)
      Takahiro Katagiri
    • Organizer
      2019 Conference on Advanced Topics and Auto Tuning in High-Performance Scientific Computing (ATAT2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Auto-tuning of Preconditioners with Deep Learning2019

    • Author(s)
      Takahiro Katagiri, Kenya Yamada
    • Organizer
      SIAM Conference on Computational Science and Engineering (CSE19)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Creation of Large-scale and High-Performance Technology for Processes of Multidisciplinary Computational Anatomy by Utilizing Supercomputers2019

    • Author(s)
      Takahiro Katagiri, Daichi Nakajima, Hidekata Hontani
    • Organizer
      The 5th International Symposium on Multidisciplinary Computational Anatomy
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 医用画像処理に用いられる大変形微分同相写像のMPI並列化とコード最適化2018

    • Author(s)
      中島 大地, 田村 友輝, 物部 峻太郎, 片桐 孝洋, 本谷 秀堅, 永井 亨
    • Organizer
      日本応用数理学会 2018年度年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Creation of Large-scale and High-Performance Technology for Processes of Multidisciplinary Computational Anatomy by Utilizing Supercomputers - Progress Overview FY2017 -2018

    • Author(s)
      Takahiro Katagiri, Tomoya Ikeda, Hidekata Hontani
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Multidisciplinary Computational Anatomy
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スーパーコンピュータを活用した多元計算解剖学処理の大規模化・高性能化技術の創成2017

    • Author(s)
      片桐孝洋
    • Organizer
      多元計算解剖学 第3回サマーワークショップ
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi