Detail publikace

Accelerating Ultrasound Wave Propagation Simulations using Pruned FFT

OLŠÁK, O.; JAROŠ, J. Accelerating Ultrasound Wave Propagation Simulations using Pruned FFT. 2024 IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC). IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications. Wuhan: IEEE Computer Society, 2025. p. 168-173. ISBN: 979-8-3315-4046-3.
Název česky
Akcelerace simulací šíření ultrazvukových vln prostřednictvím prořezané FFT
Typ
článek ve sborníku konference
Jazyk
anglicky
Autoři
Olšák Ondřej, Ing. (UPSY)
Jaroš Jiří, prof. Ing., Ph.D. (UPSY)
Klíčová slova

Ultrazvukové zobrazování, Přesnost, Vysílače, Rychlá Fourierova transformace,
Měření ultrazvukových veličin, Výpočetní modelování, Šíření, Matematické modely,
Spektrální analýza, Modelování zatížení, Fourierova transformace, Simulace,
Ultrazvuk, Vysoce náročné výpočty

Abstrakt

Využití ultrazvuku v neinvazivních lékařských postupech představuje rychle se
rozvíjející oblast medicíny. Úspěch těchto léčebných metod často závisí na
složitých ultrazvukových simulacích, které vyžadují značný výpočetní výkon, čas
a s tím spojené náklady na výpočty. Tento článek představuje přístup, který má
potenciál snížit výpočetní čas a tím i náklady na simulace šíření ultrazvukových
vln používané ve fázi předběžného plánování neinvazivních léčebných postupů
prostřednictvím využití algoritmu prořezané rychlé Fourierovy transformace
(pruned FFT). Práce využívá spektrální filtraci pomocí binární mapy k napodobení
chování prořezané FFT. To umožňuje vyhodnotit vliv prořezané FFT na počet
vypočítaných prvků ve spektrální doméně a přesnost simulace. Výsledky získané na
reálných datech ukázaly, že je možné nahradit rychlou Fourierovu transformaci
(FFT) aplikovanou na akustický tlak a rychlost prořezanou verzí algoritmu při
zachování výsledků vhodných pro účely předběžného plánování, čímž se snižuje
výpočetní čas a doba věnovaná plánování léčby. Zapojení prořezané FFT může také
umožnit provádění simulací v doménách s vyšším rozlišením při podstatně
rychlejších časech výpočtu. V některých případech jsme byli schopni dosáhnout
přibližně 90% přesnosti na jednom okraji 2D domény.

Rok
2025
Strany
168–173
Sborník
2024 IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC)
Řada
IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications
Konference
The 26th IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications, Wuhan, China, CN
ISBN
979-8-3315-4046-3
Vydavatel
IEEE Computer Society
Místo
Wuhan
DOI
10.1109/HPCC64274.2024.00032
BibTeX 
@inproceedings{BUT193331,
  author="Ondřej {Olšák} and Jiří {Jaroš}",
  title="Accelerating Ultrasound Wave Propagation Simulations using Pruned FFT",
  booktitle="2024 IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC)",
  year="2025",
  series="IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications",
  pages="168--173",
  publisher="IEEE Computer Society",
  address="Wuhan",
  doi="10.1109/HPCC64274.2024.00032",
  isbn="979-8-3315-4046-3",
  url="https://www.fit.vut.cz/research/publication/13248/"
}
Soubory
Nahoru