Paralleles konturbasiertes Connected-Component-Labeling für 2D-Bilddaten mit OpenCL und Cuda

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Title: Paralleles konturbasiertes Connected-Component-Labeling für 2D-Bilddaten mit OpenCL und Cuda
Authors: Wenke, Henning
Thesis advisor: Prof. Dr. Oliver Vornberger
Thesis referee: Prof. Dr. Udo Frese
Abstract: Connected-Component-Labeling (CCL) für 2D-Bilddaten ist ein bekanntes Problem im Bereich der Bildverarbeitung. Ziel ist es, zusammenhängende Pixelgruppen mit gleichen Eigenschaften zu erkennen und mit einem eindeutigen Label zu versehen. Zur Lösung von CCL-Problemen für 2D-Bilddaten werden sowohl sequentielle als auch parallele Algorithmen untersucht. Unter den bekannten Algorithmen gibt es solche, die asymptotisch optimale Eigenschaften besitzen. Speziell für den Bereich der Bildverarbeitung interessant sind außerdem auf Konturierung basierende Algorithmen. Die zusätzlich extrahierten Konturen können z.B. für die Buchstabenerkennung genutzt werden. Seit der jüngeren Vergangenheit werden Grafikprozessoren (GPUs) mit großem Erfolg für allgemeines Computing eingesetzt. So existieren auch mehrere Implementationen von Connected-Component-Labeling-Algorithmen für GPUs, welche im Vergleich mit Varianten für CPUs oft deutlich schneller sind. Diese GPU-basierten Ansätze verarbeiten typischerweise das Pixelgitter direkt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden mehrere neue parallele CCL-Algorithmen vorgeschlagen, welche auf Konturen basieren und sowohl für GPUs als auch für Multicore-CPUs geeignet sind. Diese werden experimentell mit Implementationen aus der Literatur unter Verwendung aktueller GPUs und CPUs verglichen. Dabei erreichen in vielen Fällen die vorgeschlagenen Techniken ein besseres Laufzeitverhalten. Das ist auf GPUs insbesondere dann besonders deutlich, wenn sich die evaluierten Datensätze durch einen geringen Anteil von Konturen im Vergleich zur Fläche der Connected-Components auszeichnen.
URL: https://repositorium.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-2015100913619
Subject Keywords: Paralleles Computing; Parallele Algorithmen; Connected-Component-Labeling; 2D-Bilddaten; Konturerkennung; GPU; Cuda; OpenCL
Issue Date: 9-Oct-2015
Type of publication: Dissertation oder Habilitation [doctoralThesis]
Appears in Collections:FB06 - E-Dissertationen

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