一种基于细胞跟踪的FPGA硬件加速技术方法技术

技术编号:40598972 阅读:16 留言:0更新日期:2024-03-12 22:02
本发明专利技术属于算法加速技术领域,尤其为提出一种基于细胞跟踪的FPGA硬件加速技术方法。本发明专利技术通过细胞跟踪算法对多细胞进行准确检测和跟踪,并使用基于FPGA的硬件结构代替深度学习模块中的算法结构,旨在提高算法运行的速率以及减轻深度学习设备负担。通过在FPGA上实现跟踪算法的关键部分,如下采样和重复卷积,可以大幅提升算法的运行速度和并行处理能力。同时,FPGA硬件加速还可以降低功耗和系统延迟,提高系统整体性能。本发明专利技术提出的跟踪算法与FPGA硬件加速方法可以实现对大规模细胞群体的快速、准确跟踪,为生物医学研究提供有力支持。此外,该方法还可应用于其他需要高效处理大规模数据的领域,如图像处理、视频监控等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及算法加速,具体为一种基于细胞跟踪的fpga硬件加速技术方法。


技术介绍

1、人类对生物医学的研究更为重视,组织的正常发育和病变依托于细胞的分裂和运动,准确分析细胞行为是理解复杂细胞病理变化的基础。随着计算机视觉领域的迅速发展,一种基于机器视觉的多细胞跟踪算法显露雏形。然而,由于细胞间形状差异较小,背景的干扰过大,细胞分裂等问题,多细胞跟踪算法面临诸多挑战。其中最主要的挑战是基于深度学习方法的多细胞跟踪算法参数过多,设备负担大。即使可以运行深度学习下的细胞跟踪算法,常规设备很难支撑庞大的数据分析,功能模块的实时性得不到保证,算法效率低下,很难应用到实际的复杂多变场景中去。

2、fpga(现场可编程门阵列)作为一种硬件模块,可以将网络模型中的大量数据运算操作转移到硬件中,从而广泛应用于算法的加速工作。不同于cpu和gpu,fpga的内部结构可以根据不同的应用场景定制,能以较低功耗高度并行地执行卷积以及采样过程中的密集计算,具备灵活度高,低功耗,并行运算的特性。这使得该技术非常适合应用于生物医学领域。


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技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于细胞跟踪的FPGA硬件加速技术方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于细胞跟踪的FPGA硬件加速技术方法,其特征在于:所述S1中FPGA芯片中进行预处理,包括:

3.根据权利要求1所述的一种基于细胞跟踪的FPGA硬件加速技术方法,其特征在于:所述S2中利用FPGA的硬件模块替代细胞检测单元YOLOv7中的重复卷积操作,具体包括:

4.根据权利要求1所述的一种基于细胞跟踪的FPGA硬件加速技术方法,其特征在于:所述步骤S3中使用FPGA的硬件模块代替细胞分割单元U-Net网络中的下采样部分,具体包括:

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【技术特征摘要】

1.一种基于细胞跟踪的fpga硬件加速技术方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于细胞跟踪的fpga硬件加速技术方法,其特征在于:所述s1中fpga芯片中进行预处理,包括:

3.根据权利要求1所述的一种基于细胞跟踪的fpga硬件加速技术方法,其特征在于:所述s2中利用fpga的硬件模块替代细胞检测单元yolov7中的重复卷积操作...

【专利技术属性】
技术研发人员:许红梅马达孙浩田立国
申请(专利权)人:长春理工大学
类型:发明
国别省市:

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