Melhoria do desempenho de processamento de algoritmos de reconstrução de imagens em ensaios não destrutivos por ultrassom utilizando as ferramentas Cython e Numba

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kelniar, Lucas Henrique
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28641
Resumo: Este trabalho tem o objetivo de avaliar o uso das ferramentas Numba e Cython na otimização do tempo de processamento de códigos Python utilizados para reconstrução de imagens com dados oriundos de inspeções não destrutivas por ultrassom. Foram avaliados somente os algoritmos de reconstrução de imagens baseados no princípio de atraso-e-soma e que são amplamente utilizados: Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT), o Total Focusing Method (TFM) e o Coherent Plane Wave Compounding (CPWC). Esse trabalho propõe utilizar técnicas de adaptação dos códigos, já desenvolvidos em um framework, para melhorar o desempenho no tempo de execução, utilizando as ferramentas Numba e Cython. É feita uma avaliação das implementações dessas técnicas pela medição e comparação dos tempos de execução. Foi observado uma melhora de aproximadamente 4 vezes para o SAFT, 8 vezes para o TFM e 388 vezes para o CPWC. Todos são os melhores resultados, e correspondem ao uso do Numba, porém o Cython também exibiu melhoras nos tempos de execução com aplicação das técnicas. Isso mostra que as ferramentas são eficazes para melhorar o desempenho de execução dos algoritmos de reconstrução de imagens.
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spelling 2022-05-24T11:50:59Z2022-05-24T11:50:59Z2021-11-30KELNIAR, Lucas Henrique. Melhoria do desempenho de processamento de algoritmos de reconstrução de imagens em ensaios não destrutivos por ultrassom utilizando as ferramentas Cython e Numba. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28641Este trabalho tem o objetivo de avaliar o uso das ferramentas Numba e Cython na otimização do tempo de processamento de códigos Python utilizados para reconstrução de imagens com dados oriundos de inspeções não destrutivas por ultrassom. Foram avaliados somente os algoritmos de reconstrução de imagens baseados no princípio de atraso-e-soma e que são amplamente utilizados: Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT), o Total Focusing Method (TFM) e o Coherent Plane Wave Compounding (CPWC). Esse trabalho propõe utilizar técnicas de adaptação dos códigos, já desenvolvidos em um framework, para melhorar o desempenho no tempo de execução, utilizando as ferramentas Numba e Cython. É feita uma avaliação das implementações dessas técnicas pela medição e comparação dos tempos de execução. Foi observado uma melhora de aproximadamente 4 vezes para o SAFT, 8 vezes para o TFM e 388 vezes para o CPWC. Todos são os melhores resultados, e correspondem ao uso do Numba, porém o Cython também exibiu melhoras nos tempos de execução com aplicação das técnicas. Isso mostra que as ferramentas são eficazes para melhorar o desempenho de execução dos algoritmos de reconstrução de imagens.This work aims to evaluate the use of Numba and Cython tools in optimizing the processing time of Python codes used for image reconstruction from nondestructive ultrasound inspections data. Only the image reconstruction algorithms that are based on the principle of delay-and-sum and that are widely used were evaluated: Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT), the Total Focusing Method (TFM) and the Coherent Plane Wave Compounding (CPWC). This paper proposes to use techniques to adapt codes, already developed in a framework, to improve runtime performance using the Numba and Cython tools. An evaluation of the implementations of these techniques is made by measuring and comparing execution times. An improvement of approximately 4 times for SAFT, 8 times for TFM and 388 times for CPWC was observed. All are the best results, and correspond to the use of Numba, but Cython also exhibited improvements in execution times with application of the techniques. This shows that the tools are effective in improving the runtime performance of image reconstruction algorithms.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoEngenharia ElétricaUTFPRBrasilDepartamento Acadêmico de Elétricahttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICATestes não-destrutivosUltrassomReconstrução de imagensPython (Linguagem de programação de computador)Non-destructive testingUltrasonicsImage reconstructionPython (Computer program language)Melhoria do desempenho de processamento de algoritmos de reconstrução de imagens em ensaios não destrutivos por ultrassom utilizando as ferramentas Cython e NumbaImproving the processing performance of image reconstruction algorithms in ultrasonic nondestructive testing using Cython and Numba toolinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPato BrancoGuarneri, Giovanni AlfredoVargas, Diogo RibeiroGuarneri, Giovanni AlfredoDenardin, Gustavo WeberKelniar, Lucas Henriquereponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALmelhoriadesempenhoalgoritmospython.pdfmelhoriadesempenhoalgoritmospython.pdfapplication/pdf2694092http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28641/1/melhoriadesempenhoalgoritmospython.pdff01a8c050cd7655b9f01ebd10a648de2MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28641/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTmelhoriadesempenhoalgoritmospython.pdf.txtmelhoriadesempenhoalgoritmospython.pdf.txtExtracted texttext/plain130305http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28641/3/melhoriadesempenhoalgoritmospython.pdf.txt589271d5d8aa9cbd9a61c8adaff211f7MD53THUMBNAILmelhoriadesempenhoalgoritmospython.pdf.jpgmelhoriadesempenhoalgoritmospython.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1200http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28641/4/melhoriadesempenhoalgoritmospython.pdf.jpg75172ad9a3f9b8309ac01c6e28cf17a2MD541/286412022-05-25 03:08:14.903oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2022-05-25T06:08:14Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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