Guida alla Calcolatore Volume Dati FPD e Requisiti Hardware

Immagine della Xrayconsult con i settori di interesse

Cal 11 Guida Calcolatore Volume Dati FPD e Requisiti Hardware

Strumento per quantificare la mole di dati generati da flat panel in CND

e stimare le specifiche hardware necessarie

La Calcolatrice Analizzatore FPD & Hardware Advisor è uno strumento tecnico progettato per stimare la quantità di dati digitali generati da sistemi di acquisizione tomografica industriale basati su Flat Panel Detector (FPD).

Il modello integra i principali parametri dell’acquisizione CT, tra cui risoluzione del detector, binning, profondità in bit, numero di proiezioni e formato del volume ricostruito, consentendo il calcolo della dimensione del dataset RAW, del volume CT e del totale dei dati prodotti.

La calcolatrice distingue in modo esplicito tra grandezze digitali e grandezze fisiche: i byte dipendono esclusivamente dal numero di pixel e voxel e dal formato di memorizzazione, mentre il pixel pitch viene utilizzato solo per la stima delle dimensioni fisiche del sensore e del volume ricostruibile.

Il volume CT è modellato assumendo una ricostruzione isotropica con voxel a 32 bit.

Lo strumento include una stima del tempo di trasferimento in funzione della velocità di rete e un Hardware Advisor che classifica il dataset in base alla dimensione complessiva, supportando valutazioni preliminari e il dimensionamento infrastrutturale di sistemi CT industriali.

Guida al Programma - Analizzatore FPD & Hardware Advisor

Documento tecnico: descrive formule, unità, assunzioni e logica di classificazione hardware.

Principio chiave: i dati digitali dipendono solo da numero di pixel/voxel e dal formato (byte). Il pixel pitch influenza esclusivamente le dimensioni fisiche, non i byte.

1. Scopo del Programma

Questa applicazione calcola e visualizza:

Dati digitali: dimensione singola proiezione, dataset RAW, volume CT ricostruito, totale.
Tempo trasferimento: stima basata su rete selezionata e efficienza link.
Informazioni fisiche: dimensione sensore e volume fisico massimo, solo a scopo contestuale.
Hardware Advisor: suggerimenti dimensionali in funzione dei GB totali stimati.

Limite modello: non stima il tempo di ricostruzione (dipendente da algoritmo/pipeline); è una stima data-size driven.

2. Schemi semplificati del flusso di calcolo

Di seguito alcuni diagrammi illustrativi (non in scala) per comprendere i passaggi logici: acquisizione → RAW → volume CT → trasferimento.

2.1 Acquisizione FPD (frame per proiezione)

Ogni proiezione produce un frame di dimensione dipendente da Wₑ×Hₑ e Byte/pixel.

2.2 Binning (riduzione risoluzione effettiva)

Il binning riduce i pixel effettivi. Meno pixel ⇒ meno byte/frame. Il pitch non incide sui byte.

2.3 Dataset RAW (Nₚ proiezioni)

Il RAW è la somma dei frame: Bytes_RAW = Bytes_frame × Nₚ.

2.4 Volume CT + Trasferimento rete

Totale dati: Bytes_tot = Bytes_RAW + Bytes_CT. Tempo rete: conversione Gbps→Byte/s con efficienza 85%.

3. Parametri di ingresso e unità

Parametro	Simbolo	Unità	Impatto
Risoluzione nativa (larghezza)	`Wₙ`	pixel	Dati digitali + fisica
Risoluzione nativa (altezza)	`Hₙ`	pixel	Dati digitali + fisica
Binning	`B`	fattore	Riduce pixel → riduce byte
Profondità bit	`Bits`	bit	Determina `Byte/pixel`
Pixel pitch	`P`	µm	Solo fisico (mm / volume fisico)
Numero proiezioni	`Nₚ`	conteggio	Moltiplica il frame → RAW
Velocità rete	`Vₙ`	Gbps	Stima tempo trasferimento

Nota: nel codice il binning usa floor. In caso di matrici non divisibili per B, i pixel residui vengono esclusi.

4. Formule utilizzate dal programma (Dati digitali)

4.1 Risoluzione effettiva dopo binning

Wₑ = floor(Wₙ / B)
Hₑ = floor(Hₙ / B)

4.2 Numero di pixel per frame

Pixel_frame = Wₑ × Hₑ

4.3 Conversione bit → byte per pixel (padding a byte interi)

Condizione	Byte/pixel	Motivo
`Bits ≤ 8`	1	1 byte per campione
`Bits ≤ 16`	2	campione memorizzato su 2 byte
`Bits ≤ 24`	3	campione memorizzato su 3 byte
`Bits > 24`	4	caso generico/esteso

4.4 Dimensione singola proiezione (frame)

Bytes_frame = Pixel_frame × Byte_pixel

4.5 Dataset RAW completo

Bytes_RAW = Bytes_frame × Nₚ

4.6 Volume CT ricostruito (assunzione cubica isotropica)

Assunzione: profondità volume impostata uguale alla larghezza effettiva: Depth_CT = Wₑ. Se la tua ricostruzione usa una profondità diversa, la stima va ricalcolata.

Depth_CT = Wₑ
Voxel_tot = Wₑ × Hₑ × Depth_CT

4.7 Formato voxel

Bytes_CT = Voxel_tot × 4

Il valore 4 corrisponde a float32 (4 byte/voxel).

4.8 Totale dati digitali

Bytes_tot = Bytes_RAW + Bytes_CT

Conferma: il pixel pitch P non compare in alcuna formula dei byte.

5. Stima del tempo di trasferimento rete

5.1 Conversione Gbps → Byte/s

Byte/s = (Vₙ × 10⁹) / 8

5.2 Efficienza link

Byte/s_eff = Byte/s × 0.85

Il fattore 0.85 modella overhead protocollare e condizioni reali (non line-rate pieno).

5.3 Tempo

Tempo (s) = Bytes_tot / Byte/s_eff

6. Formule utilizzate (Informazioni fisiche – solo contesto)

Attenzione: queste formule non alterano i byte. Servono solo a tradurre i pixel in dimensioni fisiche.

6.1 Dimensione sensore

Width_mm = (Wₑ × P) / 1000
Height_mm = (Hₑ × P) / 1000

6.2 Profondità e volume fisico massimo (coerente con assunzione cubica)

Depth_mm = (Depth_CT × P) / 1000
Volume_mm³ = Width_mm × Height_mm × Depth_mm

7. Hardware Advisor – Logica di classificazione

7.1 Conversione Bytes → GB

GB_tot = Bytes_tot / 1024³

7.2 Soglie (come implementate)

GB_tot	Classe	Finalità
< 10	Entry-Level	Gestione base dataset + visualizzazione standard
10–50	Workstation	Ricostruzione e post-processing regolari
50–200	High-End CT	Pipeline pesanti, I/O elevato, dataset grandi
> 200	Server/Cluster	Dataset molto grandi, multiutente, storage condiviso

Le raccomandazioni sono orientative e basate sulla dimensione del dataset; non includono profili algoritmo-specifici.

8. Procedura di utilizzo (per tecnico)

Impostare Wₙ × Hₙ in base alla matrice reale del FPD.
Selezionare B (binning effettivo usato in acquisizione).
Selezionare Bits coerente con il formato realmente salvato (attenzione al padding a byte interi).
Inserire Nₚ secondo protocollo/rotazione.
Selezionare Vₙ secondo link reale (1/10/40 Gbps) per la stima di trasferimento.
Usare P solo per controllo dimensionale (mm/volume fisico), non per dati.
Archiviare i risultati principali: Wₑ×Hₑ, Bytes_frame, Bytes_RAW, Bytes_CT, Bytes_tot, tempo rete.

						      Buona pratica: se la profondità reale del volume ricostruito non è Wₑ, documentare la profondità
						      usata dalla pipeline e ricalcolare Bytes_CT.
						    