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全球影响力:一亩心田,帝国理工学院如何利用 GPU 识别脑损伤

编辑按:本文为介绍 NVIDIA 2016 年度全球影响力大奖五名决赛入围者的系列文章之一。NVIDIA 每年颁发 15 万美元给使用 NVIDIA 技术,在解决社会、人道与环境问题方面取得突破性进展的研究人员。 碰撞、击打和爆炸都会造成创伤性脑损伤,这正迅速成为一个首要的公共健康问题。 为了帮助诊断大脑这一人体最复杂器官的损伤,伦敦帝国理工学院的研究人员正在部署由 GPU 和深度学习支持的精密图像分析工具。 其中一支团队由该学院计算机系讲师 Ben Glocker 带领,他们的核心工作是探索计算方法。利用生物医学扫描得到的丰富数据,他们建立的系统能够自动进行基于图像的创伤性脑损伤评估,其评估速度是其他系统所无法比拟的。 Glocker 及其团队的工作让他们成为 NVIDIA 2016 年度全球影响力大奖决赛的五名入围者之一。NVIDIA 每年颁发 15 万美元给使用 NVIDIA 技术,在解决社会、人道与环境问题方面取得突破性进展的研究人员。 大脑受伤区域分割图像。 快速响应时间 虽然每年有数百万人遭受创伤性脑损伤,但大部分都不会危及生命。然而,任何扰乱大脑正常功能的伤害都会导致精神障碍或情绪问题,例如推理能力降低或抑郁症,而且还会造成未知的终身后果。 由于此类损伤复杂多样,因此很难识别和治疗。在医疗急救的过程中,快速响应是至关重要的,Glocker 在德国履行公共服务义务,担任救护车司机时亲眼见证了这一点。 GLocker 说:“医生需要看到器官和大脑发生的变化,并根据急诊室图像上的情况做决定。我们正在努力利用计算技术帮助医生做出更明智的决定。” 寻找各种模式 Glocker 团队的哲学博士生 Konstantinos Kamnitsas 和其他团队成员使用一种最成功的计算机视觉(卷积神经网络)深度学习技术开发出了图像分析技术,将数千个滤镜按顺序应用到图像中来寻找模式。 该团队将这些 GPU … Continue reading


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领军人物、精彩演讲、智能汽车:在 GTC 展望汽车行业的未来

更智能、更安全的新一代汽车即将到来。   要了解推动汽车行业前进的人物和技术,我们一年一度的 GPU 技术大会 (GTC) 是您的最佳选择。 这是因为 GPU 正在推动汽车行业的变革。汽车制造商正在使用 GPU 生产新一代驾驶舱,力求将信息和娱乐功能完美地融合在一起。它们正在改变汽车的设计和销售方式。 而且,GPU 正在为人工智能革命(深度学习)提供支持,它使汽车变成自主机器,让我们驾乘汽车比以往任何时候都更安全、更高效(请参阅“通过 GPU 加快人工智能的发展:新型计算模型”)。 领军人物 – 精彩演讲 丰田研究院首席执行官 Gill Pratt。 汽车行业的多位优秀领军人物将率先上台演讲。在数百场演讲活动中,有 40 多场聚焦汽车的未来。 演讲嘉宾来自奥迪、福特、丰田、梅赛德斯-奔驰、沃尔沃、通用、哈雷戴维森、SpaceX 和谷歌等领军企业,以及麻省理工学院 (MIT) 和斯坦福大学等著名高校。 下面简要列举几位演讲者及其演讲内容: 丰田研究院的人工智能专家 Gill Pratt 将探讨 机器人、超级计算机和汽车的融合。 沃尔沃汽车公司的技术专家 Henrik Lind 将介绍该公司即将推出的 Drive Me 项目,该项目涉及公司总部所在地瑞典哥德堡的 100 … Continue reading

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NVIDIA 实现虚拟现实的 10 种方法

我第一次接触虚拟现实要追溯到二十世纪九十年代早期,当时我在一家 Dave & Busters 餐厅的游戏厅里玩“Dactyl Nightmare”。以现在的标准来看,这款游戏算不上刺激,但是足以吊起我的兴趣以及一整代人对未来工程和游戏的期待。 那一代人已经走向成熟,虚拟现实亦是如此。 每次贸易展览、产品发布和新闻采访都少不了虚拟现实,而 NVIDIA 则致力于率先开发实现虚拟现实的技术。 以下是 10 个示例: 1) NVIDIA 正在为实现虚拟现实构建最快速的 GPU。 沉浸式虚拟现实游戏和体验有两种平台:游戏机提供的入门级体验和 PC 提供的高级体验。以下是 Jon Peddie Research研究公司的资深行业观察员 Jon Peddie 的观点: “和所有的娱乐平台一样,虚拟现实将提供多个层次的体验。对于普通玩家,游戏机就可以满足其需求,而 PC 的处理能力是游戏机的三到四倍,更受到专业玩家的青睐。在 PC 市场中,NVIDIA 在爱好者显卡领域中占有大量份额,该类显卡能满足 Oculus 和 HTC 虚拟现实体验的要求。” 就像视频游戏一样,安装有 GeForce GTX GPU 的 PC … Continue reading

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在 2016 SX Create 科技展上亲身体验机器人和无人机

硬件黑客和制造商请注意:本周末我们会为 SX Create 科技展带来最出色的 DIY 智能。 我们的嵌入式计算团队将于 3 月 11 日至 13 日前往得克萨斯州的奥斯汀,带着我们最喜爱的一些机器人、无人机和行业专家,与其他参展商和爱好者一起共同塑造新科技的未来。 无论您是提前数月就订好了票还是需要稍做调整才能保证坐上前往 SX Create 的最后一趟航班,都可以从 NVIDIA 获得以下回报。 我们将在帕默活动中心的展示区和专题讨论会上展示 Jetson TX1 为嵌入式计算机应用程序带来的强大功能,该专题讨论会讨论由方便制造商使用的硬件支持的 DIY 智能的未来。 使用我们自己的采用 TX1 技术的机器人 Turbo 2 了解深度学习对机器人的影响。观看我们为机器人、无人机、智能视频分析等领域的计算机视觉和图像处理解决方案推出的 VisionWorks 软件开发包的现场演示。 此外,我们的展示区还包含两家使用 Jetson 的出色合作伙伴公司。位于巴塞罗纳的 Herta Security 将分享最先进的面部识别解决方案,这些解决方案利用 Jetson … Continue reading

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在 GDC 与 NVIDIA 一同学习

这是我们最令人兴奋的一届游戏开发者大会 (GDC)。 GDC 是专为游戏开发者举办的活动。今年 3 月 14-18 日,我们将在旧金山的莫斯康会展中心迎接开发者们,并与他们一起合作和训练。 我们准备了两天的实操训练课程,将使用真实的游戏代码来说明如何进行调试和概要分析。我们还准备了 15 场研讨会,内容涵盖高级渲染技术、Vulkan、概要分析、Android 开发,当然还有虚拟现实。 NVIDIA 工程师将来到我们在 GDC 的展位,展示最新的 GameWorks 技术、Vulkan 和 VRWorks。欢迎开发者届时与我们面对面交流。我们期待您的到来。 下面快速介绍一下我们的日程表: 先进图形技术教学日(星期一) 在这项为期一天的教学课程中,将深入讲解如何运用 DirectX 技术创造一流的 PC 游戏图形,特别将重点讲解 DirectX 12 支持的全新编程模型和硬件能力。讲师来自 NVIDIA 和 AMD 的演示与开发者技术团队,以及多家顶级的游戏开发商。 NVIDIA 工具实验室(星期二和星期三) 在我们的实操工具实验室中,学习如何使用业界最佳的调试和概要分析工具进行 Android 及 PC … Continue reading

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6 家公司使用 Jetson TX1 在国际嵌入式系统展上引起轰动

在上周于德国纽伦堡举办的 2016 国际嵌入式系统展上,NVIDIA 展台引起强烈反响,因为有多家公司展示了我们 Jetson TX1 超级计算模块的强大功能。 有六家使用 Jetson 的公司特别突出: 法国的 Awabot 展示了 Emox,这是一种陪伴机器人,能够识别人脸和姿势,并且能够进行语音交互和人脸跟踪。Emox 这种自动化网真解决方案可使用 Android 应用程序进行控制。 西班牙的 Herta Security 演示了它最新的面部识别系统。通过使用深度学习,这些系统可以在一群人中快速且极其准确地识别对象。 以色列的 Percepto 和美国的 Stereolabs 都展示了应用于自动飞行和 3D 制图领域的高级计算机视觉的巨大潜力。 加拿大的 Connect Tech Industries 推出了信用卡大小的 Astro Carrier 主板。这种现成可用的硬件让任何人都能够轻松部署 Jetson TX1。 德国的 Auvidea … Continue reading

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北京联合大学利用 Jetson TK1 进行无人驾驶应用

自从NVIDIA在美国先后与奥迪、BMW、Tesla等高级房车大厂进行智能化无人驾 驶自动导航系统之后,为汽车产业注入新的创新动力,在全球汽车产业掀起一波巨大的革命风潮,此举也撼动国内相关产业以及科研单位高度重视,并相继投入经费 与资源,打造属于中国自主技术的智能无人驾驶系统。 由 北京联合大学副校长鲍泓教授率领的智能车团队,于数年前便与北汽集团着手开发智能汽车,其“京龙一号”与“京龙二号”分别采用北汽集团的C70轿车与 C30纯电动车两款为基础,进行智能化改良的产品,于2013年完成最基础的环境测试之后,在2014年11月国内智能无人驾驶汽车的障碍物检测、安全预 警、障碍物绕行与超车等性能比赛中,综合分数分别获得第三、四名的殊荣。 当2015年进入城市道路智能驾驶的开发初期,由于众多摄像头、雷达、传感器导入庞大的 数据量,在原有计算性平台上明显发现性能不足。经过一段时间的调研,发现NVIDIA Jetson TK1的拥有强大的计算能力与图形处理能力,并且相 对低的功耗,非常适合车载计算系统应用,于是从三月份开始采购 NVIDIA Jetson TK1开发板,并着手进行软件与算法移植。 经过研发团队不到半年的努力,先将Canny和Hog两个针对行人和障碍物检测的算法进 行移植到 Jetson TK1上并进行优化,结果得到比原本在Intel Core i7-3778平台高出1.5倍和2.3倍性能提升。同时以此基 础,北京联合大学智能车参加2015年8月29日北京郑开大道智能车公开测试,仅用60分钟便完成全程32公里、26个路口的自主驾驶,成绩斐然。  项目内容介绍 目前北京联合大学的两款智能车中,“京龙一号(C70)”搭载2个高清摄像头与4个雷达 (1*64线 + 1*8线 + 1*1线 + 1*毫米波),“京龙二号(C30)”搭载2个高清摄像头与5个雷达(2*8线 + 2*4 线 + 1*1线),再加上其他诸多的传感设备,要处理如此大量的实时数据,经过测算至少需要数百GFLOPS计算性能才足以担任信息处理平台的角色。 北 京联合大学项目联系人梁军老师表示,在未发现NVIDIA Jetson TK1之前,研发团队一直为了找不到符合“高性能、低功耗”的合适硬件平台感到 十分苦恼,因为汽车行驶速度与有限功耗的限制下,必须同时兼顾有足够高的计算性能来缩短反应时间,同时又要在很低的电力消耗下执行运行,坊间绝大部分的嵌 入式计算设备明显存在性能不足、台式机系统又需要过高的功耗,实在左右为难。 后来发现NVIDIA TK1芯片之后,经过测算其性能能达到将近300GFLOPS, 额定功耗为5W,并且具备足够的对应IO接口连接周边,而且对图像及雷达数据等智能车关键应用的处理,都具有计算密集和访存密集的程序特征,这些应用特征 非常适合GPU计算平台细粒度大规模并行的特点。因此,我们选择GPU计算平台来提高智能车应用程序的性能,实现对信息数据的实时处理整体来说已经满足很 大部分的需求,如此一来,研发团队便可省却硬件集成上的大量时间成本。 不过移植过程并非十分顺利。梁军老师表示,一开始由于研究人员对Ubuntu操作系统、CUDA并行编程模型以及接口驱动并不熟悉,所幸供货厂商建立的TK1技术社区内有许多技术高手给予足够的支持与协助,加上开发团队努力不懈的尝试,终于逐步克服一些开发上的难题。 此外,TK1默认主频的执行上出现不稳定状态,后来透过修改控制文件,将主频固定在最高的852MHz之后,在性能与稳定性上得到有效改善,这也是经过实际执行过程中获得的宝贵经验。 另外一点经验分享,就是关于“CUDA程序寄存器溢出”的问题。在独立GPU的开发过程 中,如果寄存器使用过量,会溢出到Global Memory中,但程序还是能够正常运行。但是在TK1上,如果寄存器溢出,程序会直接“死掉”。这个问 题最终通过重新设计实现方案解决,如减少每个线程处理的数据量、提高并行粒度等。 然而,与受限于PCIE数据传输限制的独立GPU最明显不同之处,TK1处理器实现 CPU与GPU共享内存特性,大幅度降低数据传输延迟所造成的问题,这对于需要实时处理的应用系统来说,是件非常非常关键的特性,因为独立GPU虽然计算 性能非常强(目前最高能超过 5000GFLOPS),但透过 PCIE 传输数据所造成的延迟,往往掩盖过计算性能所带来的红利,这是 Tegra 处 理器非常适合用在实时计算的另一项特色。  后续发展 目前距离真正实现智能无人驾驶仍有一段距离,例如国外高级房车以采用两块更高性能 的 Tegra X1 处理器实现无人驾驶功能,配置在车上的摄像头、雷达、传感器数量都远高于现有的配置,表示数据计算量与性能需求也要高出一个量级, 这也是我们十分期待 Jetson TX1 尽快引进国内的主要原因。 此外,对于 Tegra 应用开发方面,极需要供货商与NVIDIA原厂更大的技术指导,包括各类接口(如ISP)以及针对 Tegra 处理器的CUDA优化指导方针,能协助我们更快速开发优异的智能无人驾驶系统。

GeForce 347.52 WHQL 驱动程序
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TK1智能化公交电子站牌系统

伴随国家城镇化发展大方向,智慧城市成为中国进入21世纪后最大的商机之一,不仅国家投入高额资金进行基础建设之搭建,成千上万的民间企业无不使出浑身解数推出各类先进之配套应用,在这个庞大且长远的商机中抢占先机,为将来企业长期命脉建立牢固的基础。 在前一个十年建设中,由政府与国营企业主导的基础宽带、无线网络、道路摄像设备、中央控制系统等已近成熟,接下来便是围绕与民生相关的交互式讯息化系统成为主流应用,其中“智能化公交电子站牌系统”便是与民生交通相关的关键应用之一。 应用背景介绍 成 立于苏州工业园区的苏迪(Sudy)智能系统有限公司,是由中科院自动化研究所的姚庆明博士领头的科技型创业企业。其本人于中科院任职期间在智能交通领域 有六项发明专利、三篇相关论文,并完成太仓快速通行、昆山224省道快速通行、苏州工业园区智能交通综合管控改造等项目。在机器视觉方面有独到的先进算 法,近年来更发展自主产权的智能交通应用的嵌入式平台,与海康威视、海思半导体、华三、宇视等知名企业完成战略合作关系。 凭借在智能交通领域的经验与技术,苏迪智能在创立之后也受到当地政府的关注,先后承接新 型苏州公交车载POS、阳澄湖半岛交通监控、智能驾培一期/二期等应用是否工程项目,期间陆续开发出数字驾培、公交车载POS机、高清电子警察、智能停车 管理等产品和系统,授权发明专利六项以及十多项登记软件产品与软件著作权,成绩斐然。 “智能化公交电子站牌系统”为国家发展智慧城市中非常重要的一项新型服务系统,苏州工业 园区为国务院与新加坡共同合作之国内最先进的工业园区,承接许多创新应用之示范功能。因此,当工业园区接受国务院要求执行该项目时,便第一时间将任务交付 苏迪智能进行应用规划与系统开发。 项目执行与内容介绍 智能化公交电子站牌将整合了最先进的全球卫星定位导航技术(GPS)、先进的通讯方式、 地理信息系统技术(GIS-T)、先进的视频传输技术以及智能传感器有机结合的新一代应用系统。充分利用目前公交智能调度管理系统的公交车辆GPS到站数 据,通过技术对接,建立公交车到站预报系统。项目建设完成后,系统将覆盖大部分公交站点,并发布所有经过线路公交车辆的实时到站信息,可以为候车乘客提供 实时准确的车辆到站预报。此外,项目附带多媒体视频播放、实时视频监控、乘客反馈建议、公众信息发布提供服务等功能。 由于需要处理之信息量非常大,除了接受来自多方的公交车动态信息之外,还要承担播放高清多媒体视频、实时监控车站候车人数、提供乘客交互式建议回馈系统等功能。 姚博士表示,最初苏迪采用传统x86工控设备担任信息处理系统,但始终无法达到令人满意 的计算性能,特别在高清视频显示以及处理监控摄像头接受的画面进行人数识别之计算上,如果采用多台 x86 工控设备来处理,则会产生软件复杂度、供电系 统、散热系统、内部可用空间以及后期维护等其他头痛问题。 后来经过市场调研之后,发现 NVIDIA Jetson TK1 的功能与性能,可以 完全满足“电子公交车牌”多样化同时计算以及高清输出能力、体积、功耗等等优点,能一次解决绝大部分的问题,于是苏迪便开始着手进行系统改造工程,将应用 软件移植到 NVIDIA Jetson TK1 上,并且达到十分好的效果,用一台 Jetson TK1 便能实现,从整个系统整合/规划、软件开发 与后续的维护等多方面来说,都是目前最佳的选择,当然下一代TX1芯片的性能与接口优势会更加明显,也是十分令人期待的。 在应用软件开发方面,姚博士表示苏迪并非基于Jetson TK1自带的Ubuntu上进行移植与开发,因为Android已经有非常多成熟的配套软件与数据库可以透过网上进行快速整合,比Ubuntu上的应用生态更加丰富完整。 目前“智能化公交站牌”已经完成新一代的样机,即将与年底在苏州工业园区正式启动试点,如果一切顺利的话,2016年度将在该区扩大示范规模至数百台智能化公交站牌,然后逐步在整个江苏省开始推动,最后再往全国各区进行辐射,届时需求量为百万台的量级。 姚博士最后更透漏,NVIDIA Tegra芯片对于工业机器视觉应用方面有非常明显的优势,该公司也会陆续将其他智能交通相关的嵌入式应用产品逐步转往 NVIDIA Jetson TK1平台以及后续的 TX1 平台。