Paralelismo computacional de processamento digital de imagens aplicado à detecção de MARFEs no JET

O JET (Joint European Torus) é um dos principais laboratórios do mundo dedicado à pesquisa em fusão nuclear e suas possíveis viabilidades de uso. O laboratório opera na fronteira das aplicações científicas, onde é necessário desenvolver dispositivos e tecnologias para compreensão do comportamento do plasma nas condições e dimensões de um reator de fusão. O tokamak do JET é um reator na forma toroidal no qual o campo magnético é utilizado para realizar o confinamento do plasma. Uma das tecnologias desenvolvidas no laboratório está ligada à análise, detecção e o controle de um fenômeno denominado de MARFE (Multifaceted Asymmetric Radiation From The Edge), que pode ocasionar a instabilidade no plasma e causar a interrupção no processo de confinamento do campo magnético. Com o auxílio de câmeras de vídeo de altíssima velocidade instaladas no reator e o uso de processamento digital de imagens o fenômeno pode ser detectado, tornando possível o estudo de suas correlações com a instabilidade do plasma e atuação na prevenção. O desenvolvimento de algoritmos otimizados de processamento de imagens para análises dos vídeos de alta velocidade no JET, em tempo real, é ainda um importante desafio tecnológico. Esta tese aborda a segunda etapa do desenvolvimento do projeto de colaboração com o laboratório JET, fazendo uso de tecnologias de paralelismo computacional para elevar a taxa média de processamento de imagem obtida anteriormente (650,29 ± 47,92 frames por segundo). Considerando o desempenho do sistema de classificação de padrões desenvolvidos anteriormente, o compromisso apresentando neste trabalho é o tratamento de pelo menos 10 imagens dentro do intervalo de ocorrência de MARFE, tornado possível alcançar uma taxa de mais de 10 mil imagens processadas por segundo. O documento também expõe as dificuldades encontradas e as soluções propostas para os módulos de processamento de imagens desenvolvidos inicialmente.