Procesamiento de imagen de wavelet de alta velocidad utilizando el método Winograd con submuestreo
Autores: Lyakhov, Pavel; Semyonova, Nataliya; Nagornov, Nikolay; Bergerman, Maxim; Abdulsalyamova, Albina
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Procesamiento de imagen de wavelet de alta velocidad utilizando el método Winograd con submuestreo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Wavelets
Procesamiento de imágenes
Complejidad computacional
Método de Winograd
Submuestreo
Modelado de hardware
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Las ondículas se utilizan activamente para resolver una amplia gama de problemas de procesamiento de imágenes en varios campos de la ciencia y la tecnología. Los sistemas modernos de procesamiento de imágenes no pueden mantenerse al día con el rápido crecimiento de la información visual digital. Se utilizan varios enfoques para reducir la complejidad computacional y aumentar la velocidad computacional. El método de Winograd (WM) es uno de los más prometedores. Sin embargo, este método se utiliza para obtener valores secuenciales. Su uso para el procesamiento de imágenes con ondículas requiere expandir la metodología de cálculo a casos de submuestreo. Este documento propone un nuevo enfoque para reducir la complejidad computacional del procesamiento de imágenes con ondículas basado en el WM con decimación. Se han realizado cálculos y se han derivado fórmulas que implementan el filtrado digital utilizando el WM con submuestreo. Las fórmulas derivadas pueden ser utilizadas para el filtrado 1D con una longitud de submuestreo arbitraria. La modelización de hardware del filtrado de imágenes con ondículas en un FPGA mostró que el WM reduce el tiempo computacional hasta un 66%, con aumentos en los costos de hardware y el consumo de energía del 95% y 344%, respectivamente, en comparación con el método directo. Una dirección prometedora para futuras investigaciones es la implementación del enfoque desarrollado en ASIC y el uso de cómputo modular para una paralelización más eficiente de los cálculos y un mayor aumento en la velocidad del dispositivo.
Descripción
Las ondículas se utilizan activamente para resolver una amplia gama de problemas de procesamiento de imágenes en varios campos de la ciencia y la tecnología. Los sistemas modernos de procesamiento de imágenes no pueden mantenerse al día con el rápido crecimiento de la información visual digital. Se utilizan varios enfoques para reducir la complejidad computacional y aumentar la velocidad computacional. El método de Winograd (WM) es uno de los más prometedores. Sin embargo, este método se utiliza para obtener valores secuenciales. Su uso para el procesamiento de imágenes con ondículas requiere expandir la metodología de cálculo a casos de submuestreo. Este documento propone un nuevo enfoque para reducir la complejidad computacional del procesamiento de imágenes con ondículas basado en el WM con decimación. Se han realizado cálculos y se han derivado fórmulas que implementan el filtrado digital utilizando el WM con submuestreo. Las fórmulas derivadas pueden ser utilizadas para el filtrado 1D con una longitud de submuestreo arbitraria. La modelización de hardware del filtrado de imágenes con ondículas en un FPGA mostró que el WM reduce el tiempo computacional hasta un 66%, con aumentos en los costos de hardware y el consumo de energía del 95% y 344%, respectivamente, en comparación con el método directo. Una dirección prometedora para futuras investigaciones es la implementación del enfoque desarrollado en ASIC y el uso de cómputo modular para una paralelización más eficiente de los cálculos y un mayor aumento en la velocidad del dispositivo.