موازي سازي مبتني بر GPU الگوريتم GrabCut براي تفكيك مناطق از تصاوير هوايي و ماهواره‌اي

كارشناسي ارشد

در پردازش و تحليل تصوير، قسمت¬هايي از تصوير موردتوجه افراد قرار مي¬گيرد. اين قسمت‌ها معمولاً هدف يا منظره نام دارند كه مطابق با مناطقي هستند كه ويژگي‌هاي خاصي در تصوير دارند. براي انجام تحليل¬هاي بيشتر نياز داريم اين مناطق از تصوير اصلي تفكيك شوند. به اين روش تفكيك تصوير گفته مي-شود. مفهوم تفكيك تصوير اين است كه يك تصوير را به مناطقي كه داراي يك ‌شكل يكسان هستند تبديل كنيم و مناطق موردنظر را از يك صحنه پيچيده استخراج‌كنيم. اين فن¬آوري به‌طور گسترده در بينايي رايانه-اي، تشخيص الگو و ديگر موارد كاربرد دارد. الگوريتم¬هاي متعددي براي جداسازي تصاوير ارائه‌شده است اما در شرايطي كه محيط پيچيده باشد نياز به استفاده از الگوريتم¬هاي تعاملي هست. يكي از اين الگوريتم¬ها، الگوريتم GrabCut است كه در تحليل محيطي به كار مي¬رود. برتري اين الگوريتم نسبت به ساير الگوريتم-هاي مشابه اين است با كمترين دخالت كاربر، به نتايج مناسبي دست¬يابي مي¬شود. يكي از مشكلات اين الگوريتم¬ها اين است كه زمان اجراي اين الگوريتم¬ها بسيار زياد بوده و با افزايش ابعاد تصاوير سير صعودي طي مي¬كند. لذا ارائه روشي براي كاهش زمان پياده¬سازي بسيار مهم هست در دو دهه اخير استفاده از پردازنده¬هاي گرافيكي براي افزايش سرعت محاسبات عمومي به امري فراگير در رشته¬هاي مختلف بدل شده است. پردازنده گرافيكي باقابليت اجراي هم‌زمان تعداد بسيار زياد نخ محاسباتي توانايي افزايش چشمگير سرعت الگوريتم¬هايي كه امكان اجراي موازي دارند را موجب مي¬شود. در اين مطالعه به بررسي روش استفاده از اين ابزار براي تسريع الگوريتم GrabCut پرداخته‌شده است. نتايج حاصل‌شده تسريع تا 20 برابر براي عكس¬هاي با ابعاد كوچك و تا 100 برابر براي عكس¬ها با ابعاد بزرگ¬تر را نشان مي¬دهد. منظور از ابعاد كوچك و بزرگ در اين جا كاملا بستگي به توان پردازشي كارت گرافيك دارد. اگر تصوير به اندازه¬اي باشد كه تمام منابع سخت افزاري كارت گرافيك براي پردازش آن مورد استفاده قرار گيرد، ابعاد آن را بزرگ تلقي مي¬كنيم. در اين جا ابعاد تصوير زير 1MBرا كوچك و بالاي آن را تصوير بزرگ محسوب مي¬كنيم.

191710

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر احمد آيت اللهي