FPGAに基づく平行フーリエPtychographic Microscopy Reconstruction Method

フーリエPtychographic顕微鏡（FPM）は、空間帯域幅製品の制限をバイパスして、大きなフィールドオブビューと高解像度の画像を取得できます。FPM再構成プロセスにおける複雑な連続的な反復計算により、FPMの再構成効率が低下します。したがって、FPM再構成プロセスを加速するために、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（FPGA）に基づく並列FPM再構成方法を提案します。この方法を使用して、フーリエドメイン内の複数のサブリージョンを並行して計算でき、このアプローチのための専用の高性能計算アーキテクチャをカスタマイズします。FPGAの4の並列処理でコンピューティングアーキテクチャの再構築を展開して、FPM再構成プロセスを計算し、従来の方法のほぼ180倍の速度を達成します。提案された方法は、FPM再構成の並列コンピューティングの新しい視点を提供します。

Fourier ptychographic microscopy (FPM) can bypass the limitation of spatial bandwidth product to get images with large field-of-view and high resolution. The complicated sequential iterative calculation in the FPM reconstruction process reduces the reconstruction efficiency of the FPM. Therefore, we propose a parallel FPM reconstruction method based on field programmable gate array (FPGA) to accelerate the FPM reconstruction process. Using this method, multiple sub-regions in the Fourier domain can be computed in parallel and we customize a dedicated high-performance computational architecture for this approach. We deploy 4 FPM reconstruct computing architectures with a parallelism of 4 in a FPGA to compute the FPM reconstruction process, achieving the speed nearly 180 times faster than traditional methods. The proposed method provides a new perspective of parallel computing for FPM reconstruction.