Алгоритм быстрого вычисления локальных гистограмм изображения на видеокарте

Аннотация

Рассматривается алгоритм параллельного вычисления гистограмм различных типов, в том числе яркости и ориентированного градиента, предназначенный для выполнения на видеокартах, которые поддерживают массивные параллельные вычисления. В настоящее время локальные гистограммы используются для решения задач обработки и распознавания изображений, однако их применение ограничено из-за большого времени вычисления для всех пикселов изображения. Одна из основных трудностей, возникающих при вычислении этих векторных признаков, – большое число конфликтов одновременного доступа к ячейкам видеопамяти, в которые записываются одинаковые значения характеристики. В предложенном алгоритме существенно уменьшено число конфликтов одновременного доступа, что позволило значительно уменьшить время его выполнения. Так, например, девятимерные векторы локальных гистограмм ориентированного градиента для всех 256×256 окон изображения размера HD вычисляются на видеокарте GPU NVIDIA GeForce GTX 1060 за 1,9 мс, в то время как на процессоре Intel Core i7-6700 c частотой 3,4 ГГц – за 151 мс.