Implementazione CUDA di un algoritmo di proiezione tomografica

La tomografia computerizzata (TC) è una tecnica diagnostica che sfrutta le radiazioni ionizzanti (o raggi X) per ottenere immagini dettagliate di un oggetto in esame. La TC consente di analizzare l'oggetto esaminato, rivelando proprietà di densità della sua struttura interna precedentemente ignote, senza dover ricorrere a tecniche invasive. Dal punto di vista matematico, la ricostruzione dell'oggetto a partire dalle proiezioni rappresenta un problema inverso, in cui si determinano le cause a partire dagli effetti osservati. In questa tesi viene invece affrontato il problema diretto, partendo dal corpo studiato, si devono determinare le proiezioni che una TC 3D potrebbe generare. Gli obiettivi di questa tesi progettuale sono: - Sviluppare un programma per GPU NVIDIA ottimizzato dell'algoritmo di proiezione proposto da Siddon, utilizzando il linguaggio C con CUDA, partendo da una sua implementazione multicore per CPU scritta in C con OpenMP. - Analizzare le prestazioni della versione per GPU realizzata e confrontarle con quelle della versione per CPU già nota. Di seguito si riassumono i principali contenuti dei capitoli che compongono questa tesi. Nell'introduzione viene presentata una panoramica sull'evoluzione della tecnica e sui suoi principi fondamentali. Successivamente, vengono approfonditi i fondamenti matematici e geometrici alla base del problema diretto. Nel capitolo dedicato alla descrizione del progetto di tesi, si analizzano le versioni OpenMP di partenza, il processo di parallelizzazione adottato per lo sviluppo della versione CUDA e la verifica della correttezza dei risultati. Segue la valutazione delle prestazioni, in cui la versione CUDA viene confrontata con l'implementazione OpenMP iniziale. Infine, sulla base dei risultati ottenuti, vengono tratte le opportune conclusioni.