DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on High Speed Image Rotation Algorithm using CUDA

CUDA를 이용한 고속 영상 회전 알고리즘에 관한 연구

  • Received : 2016.09.22
  • Accepted : 2016.10.07
  • Published : 2016.10.31

Abstract

Image rotation is one of main pre-processing step in image processing or image pattern recognition. It is implemented with rotation matrix multiplication. However it requires lots of floating point arithmetic operations and trigonometric function calculations, so it takes long execution time. We propose a new high speed image rotation algorithm without two major time-consuming operations. It use just 2 shear translation operations, so it is very fast. In addition, we apply a parallel computing technique with CUDA. CUDA is a massively parallel computing architecture using prevailed GPU recently. As GPU is a dedicated graphic processor, it is exellent for parallel processing of pixels. We compare the proposed algorithm with the conventional rotation one with various size images. Experimental results show that the proposed algorithm is superior to the conventional rotation ones.

영상 회전은 영상 처리나 영상 패턴 인식에서 중요한 전처리 방법 중 하나이다. 영상 회전은 회전 행렬의 곱으로 이루어 진다. 그러나 기존의 방법은 대량의 실수 연산과 삼각 함수 계산을 필요로 하므로 수행 시간이 오래 걸린다. 본 논문에서는 이 같은 두가지 주요 지체 연산과정을 제거한 새로운 고속 영상 회전 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 단지 2개의 전단 연산을 행하므로 매우 빠르다. 또한 최신 병렬 처리 기술인 CUDA를 적용한다. CUDA는 최근 널리 보급된 GPU를 이용한 대용량 병렬처리 계산 아키텍쳐이다. GPGPU는 그래픽 전용프로세서이므로 화소 단위의 병렬처리에 탁월한 성능을 보인다. 제안된 알고리즘은 기존의 회전 알고리즘과 다양한 크기의 영상에 대해 비교 실험한다. 실험 결과는 제안된 알고리즘이 기존의 방법보다 8배 이상의 매우 우수한 성능을 보인다.

Keywords

References

  1. E. Angel, "Interactive Computer Graphics", Pearson International Edition, 2009.
  2. M. S. Park and 1 Person, "Datawise Discriminant Analysis For Feature Extraction", Journal of Korean institute of intelligent systems, v.19 no.1, 2009.
  3. S. W. Shin, and 3 Person, "Image Enhancement with Rotating Kernel Transformation Filter Generated by Bresenham's Algorithm", The Korean Institute of Electrical Engineers, Volume 61, Issue 6, 2012.
  4. Leonid Morozand and 3 Person, "A Comparison of Standard One-Step DDA Circular Interpolators with a New Cheap Two-Step Algorithm", Hindawi Publishing Corporation, Modelling and Simulation in Engineering, Volume, 2014.
  5. Alan W. Paeth, "A Fast Algorithm for General Raster Rotation", Graphics Interface '86
  6. Jason Sanders and 1 Person, "CUDA BY EXAMPLE An Introduction to General- Purpose GPU Programing", ADDISON- WESLEY, 2011.
  7. Hyungjin Cho and 3 Person, "High Speed Rotation Algorithm for the Banknote Classification", Proceedings of the Autumn Conference Korean Mutimedia Society, VOL. 17 No. 2, 2014.
  8. Myung Jae Lim and 2 Person, "Rehabilitation System through Image Analysis Method", The Institute of Internet, Broadcasting and Communication (IIBC), VOL. 10 NO. 6, 2010.
  9. Byung Jik Son and 3 Person, "Displacement Measurement of Cable Stayed Bridge using Digital Image Processing", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, VOL. 17 NO. 5, 2016.