可编程实时多维对象模式识别算法（OPRA）的方法和设备技术

目前的3D‑流程OPRA是一种革命性的电子仪器，适用于多种应用：推进科学发展、拯救生命、寻找和跟踪快速移动的物体等。它允许构建灵活的、可扩展的、技术独立的且划算的强大工具，以发现未知世界，并确认或排除理论物理学家预测的亚原子粒子的存在。当用于医学成像应用时，3D‑流程OPRA允许在3D‑CBS(3‑D全身筛查)中在早期可治愈阶段准确测量疾病(例如癌症)的最小异常生物过程，从而改善诊断和预后以最大限度地减少过早死亡，并最大限度地降低每救一次生命的成本。3D‑流程OPRA和3DCBS这两种仪器都可以受益于该非临时专利申请中描述的附加ER/DSU发明专利技术，其允许记录来自探测器的真实数据。

Method and equipment of programmable real-time multidimensional object pattern recognition algorithm (OPRA)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可编程实时多维对象模式识别算法(OPRA)的方法和设备I.专利技术名称用于可编程实时多维对象模式识别算法(OPRA)的方法和设备相关申请的交叉引用II.(2)相关申请的交叉引用(如果有的话)。(相关申请可能会在申请数据表中列出，或替代性地在说明书中列出、或在申请数据表和说明书中都列出。)本申请要求于2016年10月28日提交的申请号为15/388,256的临时申请的优先权，题为“建立新的电子仪器和装置的方法和装置：3D-流程OPRA以解决快速、实时、多维对象模式识别算法(OPRA)的应用和3D-CBS(三维全身筛查)以在早期可治愈阶段准确地测量疾病的最小异常生物过程，如癌症改善诊断和预测，以最大限度地减少早产死亡并降低挽救每个生命的成本”，其说明书的全部内容通过引用结合于此。III.(3)联邦政府资助的研究或开发的声明(如果有的话)此应用的研究不是联邦政府资助的。IV.(4)如果要求保护的所做专利技术是在联合研究协议范围内的活动，请列出联合研究协议的当事人的姓名或名称。要求保护的所做专利技术不是在联合研究协议范围内的活动，它仅仅是作者DarioB.Crosetto的专利技术。V.(5)引用以光盘提交的“序列表”、表格或计算机程序列表附录，以及通过引用结合通过引用光盘上的资料。应详细列出包括副本的光盘总数和每张光盘上的文件。没有存在光盘上的“序列表”、表格或计算机列表附录与本应用程序一起提交。
技术介绍
VI.(6)
技术介绍
创新的3D-流程并行处理结构和容错系统在专业、公众、科学评论中被公认是有价值的，在硬件上被证明是可行的和具功能性的，它打破了如高能物理(HEP)和医学成像的实时应用中的速度障碍。由于该系统能够运用到更加先进和经济的技术上，因此它灵活、可扩展、可编程、呈模块化、且为独立技术。这在该领域引起了一场革命，因为它为实验人员提供了一种新的仪器来测试他们的理论和装置的有效性，正如示波器或逻辑状态分析仪测试电路设计的理论那样，并且它的实现正在顺利进行。用于对以极高的速度从成千上万个传感器并行传输的数据进行快速、实时的对象模式识别(OPRA)的3D-流程仪器，及其配件LHCTERDSU、3D-CBS/DSU、RAU、ATCA-PRAI等，就像一个示波器或逻辑状态分析仪及其附件，如三级差分探头、DDR3SODIMM内插器等。为了了解新的3D-流程OPRA、存在多年的仪器示波器和逻辑状态分析仪之间的区别，我在这里对每一个仪器做一个简短的描述——它是什么和它是用来做什么的。什么是示波器？它是一种电子仪器，可以观察不断变化的信号电压，通常以一个或多个信号随时间变化的二维图呈现。现代数字仪器可以直接计算和显示这些性质。然而，示波器有一定的局限性，只有两个或四个输入通道来关联少量的数字、模拟和串行信号。哪些应用能从示波器受益？示波器用于可视化和测量信号的特性，并排除有故障的设备。示波器的用途不限于电子领域。使用合适的传感器，示波器可以测量各种各样的现象。传感器是一种对物理刺激(如声音(麦克风)、机械应力、压力、光或热)作出反应而产生电信号的装置。什么是逻辑状态分析仪？逻辑分析仪是一种电子仪器，可捕获并显示来自数字系统或数字电路的多个信号。它可以将捕获的数据转换为时序图、协议解码、状态机跟踪、汇编语言，或者可以将汇编与源级软件相关联。逻辑分析仪具有先进的触发功能，在用户需要查看数字系统中许多信号之间的时序关系时非常有用。逻辑分析仪可以在复杂的数字事件序列上触发，然后从被测系统中捕获大量数字数据。哪些应用能从逻辑状态分析仪受益？逻辑分析仪为电气工程师验证和调试复杂的设计提供了理想的工具。当必须同时观察多个信号时，逻辑分析仪非常有用，并且当需要像系统硬件那样查看系统的信号时，逻辑分析仪也非常有用。与示波器最大的不同是它提供了额外的输入通道。实施其能够从辐射中提取所有有价值的信息的可验证的3D-流程系统，可以为纳税人节省数十亿美元，它提供了一个非常强大的工具来发现新粒子，并通过有效的早期癌症检测造福人类，可能挽救数百万人的生命。与传统的“有线逻辑”(其提供了执行一种算法的能力，或执行128种算法的CERN-CMS方法，或成本较低的执行FPGA方法)中的1级触发算法实现不同，3D-流程结构允许执行数万亿种不同的算法，如通用处理器，但与任何奔腾、ARM、SPARC、hypercube等处理器/结构相比，它的优势在于，它可以执行专门的指令(或“OPRA步骤”，用于优化对象模式识别算法)，以识别粒子，并能够在不到3纳秒的时间内，在每个“步骤”执行多达26个操作，例如加法、减法、与24个值进行比较等等。通过旁通开关和与相邻的新闻通信通道，进一步提高了3D-流程性能。虽然通过精确测量少数几个可控变量可以获得结果的确定性，但并没有为能够精确测量这些变量的创新提供资金，甚至这些技术突破被抵制、压制、抑制传播。我们(通过实验结果证实)已经知道60多年：当癌症在早期被发现时，它可以被成功治愈，并减少50％的癌症死亡。然而，我们没有有效的药物来治疗大多数晚期癌症(这些非常昂贵的药物在发现晚期癌症时平均能延长患者几个月的生命)。因此，挽救许多生命所需要的是一种有效的早期癌症检测手段，因为如果癌症在早期被检测到的话，我们已经有了治疗癌症的手段(手术、放射治疗、药物等)。逻辑研究是查看第一个正常细胞突变为癌细胞所提供的最佳信号，并准确检测这些信号以获得有效的早期检测。在由癌症发展开始引起的气味、温度、组织电导率、密度、荧光等的变化中，最可靠的是代谢的变化，因为癌细胞比正常细胞生长更快并且正常细胞比癌细胞消耗5到70倍多的营养素。将释放511keV光子的放射性同位素以相反方向与营养分子(氧-15、氨、C-l1、葡萄糖FDG、铷-82等)相关联，并且精确测量探测器中光子的撞击点(粒子检测)，让我们有可能追踪身体不同器官和部位的体细胞营养素的最小异常消耗。测量这些变量中的一部分(组织密度、荧光等的变化)可以进一步提高结果的确定性，由此我们有多模态仪器(PET/CT、PET/MRI、PET/超声波等)、血液检查以及最后活检标本以利用显微镜观察细胞的结构。因为需要在非侵入性试验中测量的最重要的变量取决于准确提取和测量由辐射产生的许多信号的特定模态的所有相关信息(511keV用于PET，140keV用于SPECT，60keV用于CT等)，非侵入性试验在低辐射剂量和低检查成本的情况下可以扩展到大量人群，所以有必要解决粒子检测方面的改进和技术问题。这些光子的少数特征(或变量)的测量是可控的。这些少数特征包括：光子的总能量、到达时间、探测器中撞击点的坐标、高信噪比以及以非常高的输入数据速率捕获尽可能多的信号并从辐射的许多其他信号中过滤这些信号的能力。专利技术(3D-CBS，“3-D全身筛查”和MR/3D-CBS)以及新技术可以改善上述每个变量的测量。计算和逻辑推理可以预测每种新技术的优势。我相信科学家会认识到并解释物理研究中的变量是有限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种技术独立、模块化、可扩展、超高性能且低成本的3D-流程OPRA系统，其能够在例如VXI、VME、VPX、ATCA等的不同硬件形式中实施，以用于处理每个机箱每秒数万亿字节地来自换能器矩阵或来自存储器模块阵列的数据信号，实时地执行可编程复杂对象模式识别算法(OPRA)，并且当满足所寻求的对象上的期望触发条件时能够执行若干功能；与现有技术相比，本专利技术的创新步骤具有颠覆性的优点；用于大约10,000个通道、能够维持额定每秒数万亿字节的输入数据的3D-流程OPRA系统能够在VXI机箱中构建，组件和制造成本大约为$100,000；相比之下，日内瓦CERN研究实验室的最新技术水平构建的系统，通道数量更少，性能更低，且成本超过一亿美元。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20161028 US 15/338,2561.一种技术独立、模块化、可扩展、超高性能且低成本的3D-流程OPRA系统，其能够在例如VXI、VME、VPX、ATCA等的不同硬件形式中实施，以用于处理每个机箱每秒数万亿字节地来自换能器矩阵或来自存储器模块阵列的数据信号，实时地执行可编程复杂对象模式识别算法(OPRA)，并且当满足所寻求的对象上的期望触发条件时能够执行若干功能；与现有技术相比，本发明的创新步骤具有颠覆性的优点；用于大约10,000个通道、能够维持额定每秒数万亿字节的输入数据的3D-流程OPRA系统能够在VXI机箱中构建，组件和制造成本大约为$100,000；相比之下，日内瓦CERN研究实验室的最新技术水平构建的系统，通道数量更少，性能更低，且成本超过一亿美元。


2.根据权利要求1所述的系统，包括：
(a)3D-流程OPRA处理器，其具有在四个方向上的双向通信能力，在另外两个方向上的单向通信能力，以及执行不间断算法超过两个连续...

【专利技术属性】
技术研发人员：达里奥·克罗塞托，
申请(专利权)人：达里奥·克罗塞托，
类型：发明
国别省市：美国;US