Akcelerace bilaterálního filtru na GPU

Mgr. Zoey Wraith

Master's thesis

Acceleration of Bilateral Filter on GPU

Abstract:

Bilateral filter is one of the most common non-linear filtering techniques, which is widely used especially in the medical field, processing of static and time-variant images, entertainment and many more. Its computational complexity, however is among the most demanding ones, which greatly suppresses its advantages. The possible way how to speed up the calculation, became the subject of a large number of publications that came with alternatives, approximations and improvements. Among all, this work selects three, which describes in detail in terms of accuracy, speed and time-space requirements. The central theme of the thesis is a detailed documentation of its own GPU implementations of these methods for CUDA platform, which compared to originally published CPU implementation extends into parallelism and the third dimension. The result of this thesis is, in addition to the already mentioned implementations, complex review of selected methods, of which one was selected to complement the i3lib library of the Institute of Biomedical Data Processing, Faculty of Informatics, Masaryk University.

Abstract:

Bilaterálny filter je v súčasnosti pomerne často používanou nelineárnou filtráciou, ktorá nachádza široké uplatnenie najmä v oblasti medicíny, spracovania statického aj časovo premenlivého obrazu, zábavného priemyslu a mnoho ďalších. Výpoctovo sa však radí medzi veľmi nárocné operácie, čo do značnej miery potláča jeho prednosti. Spôsob ako výpočet urýchliť, sa stal predmetom veľkého množstva publikácii, ktoré prichádzajú s alternatívami, aproximáciami a vylepšeniami. Spomedzi všetkých, táto práca vyberá tri, ktoré do detailov popisuje z hľadiska presnosti, rýchlosti a časovo-priestorových nárokov. Ústrednou témou práce je potom podrobná dokumentácia vlastných GPU implementácii jednotlivých metód pre platformu CUDA, ktoré pôvodné publikované CPU implementácie okrem paralelizácie dopĺňajú o podporu tretej dimenzie. Výsledkom práce je okrem už spomínaných implementácií komplexný prehľad vybraných metód, z ktorých sa vybrala jedna pre doplnenie knižnice i3lib Ústavu spracovania biomedicínskych dát Fakulty informatiky, Masarykovej univerzity.

Keywords

bilaterálny flter, GPU, CUDA, bilaterálny grid, PBFIC, rekurzívne filtrovanie, konvolúcia, 3D dáta

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 25. 6. 2013
• Supervisor: RNDr. Pavel Karas, Ph.D.
• Reader: Michal Seeman

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Informatics / Computer Graphics