Phân mảng hình ảnh sử dụng giải thuật Social spider với Cuda

328

PHÂN MẢNG HÌNH ẢNH SỬ DỤNG GIẢI THUẬT

SOCIAL SPIDER VỚI CUDA

Nguyễn Minh Hải

Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh

TÓM TẮT

Ngày nay, vấn đề xử lí ảnh số đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình phân tích

định tính hình ảnh. Trong đó, phân mảng hình ảnh là nhiệm vụ khó khăn nhất. Trong lĩnh vực

này, sau rất nhiều năm nghiên cứu, nhiều nhà khoa học đã đề xuất một số phương pháp để

giải quyết vấn đề này. Không may là những phương pháp này chỉ giải quyết được những

trường hợp đặc biệt và không có một phương pháp tổng quát được đề xuất. Trong báo cáo

khoa học này, chúng tôi trình bày một giải thuật bắt nguồn từ sinh học, giải thuật Social

Spider. Christine Bourjot [4] đã nghiên cứu ý tưởng sử dụng Social Spider cho hình ảnh 2

chiều. Richard Moussa [1], một nghiên cứu sinh trường Bordeaux 1 đã ứng dụng ý tưởng này

cho hình ảnh 3 chiều. Nhưng, một vấn đề lớn của phương pháp này chính là thời gian để xử

lí. Để giải quyết khó khăn này, chúng tôi đề xuất một giải pháp mới cho giải thuật Social

Spider, hiện thực giải pháp này trên GPU và CUDA, một kiến trúc tính toán song song đa

chức năng. Kết quả thu được rất đáng khích lệ, thời gian xử lí của chương trình đã giảm đi

rất nhiều lần.

ABSTRACT

IMAGE SEGMENTATION USING SOCIAL SPIDER WITH CUDA

Nowadays, digital image processing is very important to study quantitative analysis of

an image. Image segmentation is one of the most dificult tasks. In this field, after many years

of working, many scientists have proposed a lot of method for this problem. Unfortunately,

these methods are often limited to solve particular goals and no general method is proposed.

In this report, we will present the model coming from biology, the Social Spider model.

Christine Bourjot [4] has explored the idea of using Social Spider for 2D image

segmentation. Richard Moussa [1], under the supervisor of Marie Beurton-Aimar and Pascal

Desbarats has focused on this method in the 3D case. But there comes a big problem with

Social Spider, the time for processing. In this report, we propose a new solution for image

segmentation using Social Spider method. This is to implement it on GPU with CUDA, a new

general purpose parallel computing architecture. The result is very promising, the

performance gained with CUDA is very good.

1. PHÂN MẢNG HÌNH ẢNH

Phân mảng hình ảnh là một vấn đề lớn trong xử lí ảnh. Đây là quá trình phân chia một

hình ảnh thành những vùng khác nhau. Mỗi điểm ảnh thuộc về chỉ một vùng và những vùng

này tập trung lại để hình thành nên ảnh ban đầu. Những vùng này không liên tục với nhau, do

đó hình thành nên các đường viện (contour) là biên giới giữa các vùng.