Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5383 |
Resumo: | The aim of this work is to study the non-local means algorithm and propose techniques to optimize and implement this algorithm for its application in real-time. Two alternatives are suggested for implementation. The first deals with the development of an accelerator card for computers, which has a PCI bus containing specialized hardware that implements the NLM filter. The second implementation uses densely GPU multiprocessor environment, which exists in the parent video. Both proposals significantly accelerates the NLM algorithm, while maintains the same visual quality of traditional software implementations, enabling real-time use. Image denoising is an important area for digital image processing. Recently, its use is becoming more popular due to improvements of of the new acquisition equipments and, thus, the increase of image resolution that favors the occurrence of such perturbations. It is widely studied in the fields of image processing, computer vision and predictive maintenance of electrical substations, motors, tires, building facilities, pipes and fittings, focusing on reducing the noise without removing details of the original image. Several approaches have been proposed for filtering noise. One of such approaches is the non-local method called Non-Local Means (NLM), which uses the entire image rather than local information and stands out as the state of the art. However, a problem in this method is its high computational complexity, which turns its application almost impossible in real time applications, even for small images |
id |
UFPB_0706fc71e21e77c8ed8c389d5f56ffb4 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufpb.br:tede/5383 |
network_acronym_str |
UFPB |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
repository_id_str |
|
spelling |
Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo realProcessamento Digital de ImagensRedução de RuídoComputação ReconfigurávelComputação ParalelaProgramação GPU CUDADigital Image ProcessingImage DenoisingReconfigurable ComputingParallel ComputingProgramming CUDA GPUCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe aim of this work is to study the non-local means algorithm and propose techniques to optimize and implement this algorithm for its application in real-time. Two alternatives are suggested for implementation. The first deals with the development of an accelerator card for computers, which has a PCI bus containing specialized hardware that implements the NLM filter. The second implementation uses densely GPU multiprocessor environment, which exists in the parent video. Both proposals significantly accelerates the NLM algorithm, while maintains the same visual quality of traditional software implementations, enabling real-time use. Image denoising is an important area for digital image processing. Recently, its use is becoming more popular due to improvements of of the new acquisition equipments and, thus, the increase of image resolution that favors the occurrence of such perturbations. It is widely studied in the fields of image processing, computer vision and predictive maintenance of electrical substations, motors, tires, building facilities, pipes and fittings, focusing on reducing the noise without removing details of the original image. Several approaches have been proposed for filtering noise. One of such approaches is the non-local method called Non-Local Means (NLM), which uses the entire image rather than local information and stands out as the state of the art. However, a problem in this method is its high computational complexity, which turns its application almost impossible in real time applications, even for small imagesCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorO propósito deste trabalho é estudar o algoritmo non-local means(NLM) e propor técnicas para otimizar e implementar o referido algoritmo visando sua aplicação em tempo real. Ao todo são sugeridas duas alternativas de implementação. A primeira trata do desenvolvimento de uma placa aceleradora para computadores que possuam Barramento PCI, contendo um hardware especializado que implementa o Filtro NLM. A segunda implementação utiliza o ambiente densamente multiprocessado GPU, existente nas controladoras de vídeo. As duas propostas aceleraram significativamente o algoritmo NLM, mantendo a mesma qualidade visual das implementações tradicionais em software, tornando possível sua utilização em tempo real. A filtragem de ruídos é uma área importante para o processamento digital de imagens, sendo cada vez mais utilizada devido as melhorias dos novos equipamentos de captação, e o consequente aumento da resolução da imagem, que favorece o aparecimento dessas perturbações. Ela é amplamente estudada nos campos de tratamento de imagens, visão computacional e manutenção preditiva de subestações elétricas, motores, pneus, instalações prediais, tubos e conexões, focando em reduzir os ruídos sem que se remova os detalhes da imagem original. Várias abordagens foram propostas para filtragem de ruídos, uma delas é o método não-local, chamado de Non-Local Means (NLM), que não só utiliza as informações locais, mas a imagem inteira, destaca-se como o estado da arte, porém, há um problema neste método, que é a sua alta complexidade computacional, que o torna praticamente inviável de ser utilizado em aplicações em tempo real, até mesmo para imagens pequenasUniversidade Federal da ParaíbaBREngenharia MecânicaPrograma de Pós Graduação em Engenharia MecânicaUFPBBelo, Francisco Antôniohttp://lattes.cnpq.br/9462923096505763Silva, Hamilton Soares da2015-05-08T14:59:57Z2018-07-21T00:04:26Z2014-11-262018-07-21T00:04:26Z2014-07-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSILVA, Hamilton Soares da. Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real. 2014. 92 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2014.https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5383porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2018-09-06T01:28:25Zoai:repositorio.ufpb.br:tede/5383Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2018-09-06T01:28:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real |
title |
Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real |
spellingShingle |
Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real Silva, Hamilton Soares da Processamento Digital de Imagens Redução de Ruído Computação Reconfigurável Computação Paralela Programação GPU CUDA Digital Image Processing Image Denoising Reconfigurable Computing Parallel Computing Programming CUDA GPU CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
title_short |
Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real |
title_full |
Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real |
title_fullStr |
Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real |
title_full_unstemmed |
Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real |
title_sort |
Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real |
author |
Silva, Hamilton Soares da |
author_facet |
Silva, Hamilton Soares da |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Belo, Francisco Antônio http://lattes.cnpq.br/9462923096505763 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Silva, Hamilton Soares da |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Processamento Digital de Imagens Redução de Ruído Computação Reconfigurável Computação Paralela Programação GPU CUDA Digital Image Processing Image Denoising Reconfigurable Computing Parallel Computing Programming CUDA GPU CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
topic |
Processamento Digital de Imagens Redução de Ruído Computação Reconfigurável Computação Paralela Programação GPU CUDA Digital Image Processing Image Denoising Reconfigurable Computing Parallel Computing Programming CUDA GPU CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
description |
The aim of this work is to study the non-local means algorithm and propose techniques to optimize and implement this algorithm for its application in real-time. Two alternatives are suggested for implementation. The first deals with the development of an accelerator card for computers, which has a PCI bus containing specialized hardware that implements the NLM filter. The second implementation uses densely GPU multiprocessor environment, which exists in the parent video. Both proposals significantly accelerates the NLM algorithm, while maintains the same visual quality of traditional software implementations, enabling real-time use. Image denoising is an important area for digital image processing. Recently, its use is becoming more popular due to improvements of of the new acquisition equipments and, thus, the increase of image resolution that favors the occurrence of such perturbations. It is widely studied in the fields of image processing, computer vision and predictive maintenance of electrical substations, motors, tires, building facilities, pipes and fittings, focusing on reducing the noise without removing details of the original image. Several approaches have been proposed for filtering noise. One of such approaches is the non-local method called Non-Local Means (NLM), which uses the entire image rather than local information and stands out as the state of the art. However, a problem in this method is its high computational complexity, which turns its application almost impossible in real time applications, even for small images |
publishDate |
2014 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2014-11-26 2014-07-25 2015-05-08T14:59:57Z 2018-07-21T00:04:26Z 2018-07-21T00:04:26Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
SILVA, Hamilton Soares da. Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real. 2014. 92 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2014. https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5383 |
identifier_str_mv |
SILVA, Hamilton Soares da. Estudo para otimização do algoritmo Non-local means visando aplicações em tempo real. 2014. 92 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2014. |
url |
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5383 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal da Paraíba BR Engenharia Mecânica Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica UFPB |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal da Paraíba BR Engenharia Mecânica Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica UFPB |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB instname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB) instacron:UFPB |
instname_str |
Universidade Federal da Paraíba (UFPB) |
instacron_str |
UFPB |
institution |
UFPB |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB) |
repository.mail.fl_str_mv |
diretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.br |
_version_ |
1823126913014562816 |