GPU已成為中科院及清華大學科研工具

挑戰

   近些年來，全球經濟一體化不斷提速，各國之間貿易與人員往來日益頻繁，海關面臨的安防、安檢效率與技術壓力與日俱增。如何在不開箱的情況下，利用X射線對集裝箱進行快速斷層掃描，然后迅速完成圖像三維重構和判斷，進而達到完全透視的效果，成為挑戰海關效率與準度的新課題。X光斷層影像技術（XCT）是輻射成像的一種重要方式，三維成像室是當前的趨勢所向。但其中的一個關鍵步驟——圖像重建所涉及的巨大計算量是三維XCT應用于時間的所必須面臨的主要問題之一。

解決方案

   為解決這一難題，清華大學工程物理系粒子技術與輻射成像教育部重點實驗室經過長期研究，推出了一款基于NVIDIA（英偉達）Tesla GPU的全新硬件與軟件解決方案。搭配了NVIDIA（英偉達）Tesla GPU的清華大學解決方案在進行大型X光和CT掃描時，圖像重建和處理速度提高了5-50倍，而且從二維上升到了三維，清除了傳統掃描留下的許多盲點和死角，使得快速全面地檢查行李和物品成為可能，使得快速高分辨率檢查大體積工件成為可能。

結果

   與傳統CPU平臺相比，基于NVIDIA（英偉達）CUDA 架構的清華大學解決方案能以更低的成本，更高的速度和更清晰的標準完成原有工作。三維圖像重構的速度從過去使用普通CPU計算的幾個小時縮短到基于GPU計算的幾秒，甚至1、2秒。如果在10秒之內重建完成5123立體，是重建時間遠小于CT掃描時間，也就是說基本達到實時重建。NVIDIA（英偉達）CUDA 架構技術給三維CT重建速度帶來了重要的革命性的變化。

   清華大學邢副教授表示：“GPU所具有的超長流水線和高度并行化，使真正的三維圖像重構變成可能。基于GPU進行三維重建是提高其速度的非常有效的途徑。”

   目前，清華大學的新集裝箱檢查系統已經部署到香港國際機場。未來，該系統將在會議、海關、鐵路等大型公用場合以及各種各樣的無損檢測領域廣泛應用。