Wykorzystanie programowalnego procesora graficznego do szybkiego rozwiązywania układów równań liniowych na przykładzie kompresji kontrastu obrazów HDR

• Autorzy: Zdrojewska D. , Mantiuk R. , Tomaszewska A.

Warianty tytułu

EN

GPU based solving of linear equations systems and contrast processing of high dynamic range images

• Konferencja: Reprogramowalne Układy Cyfrowe (18-19 maja 2006; Szczecin; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano metodę szybkiego rozwiązywania złożonych układów równań liniowych w oparciu o programowalny procesor graficzny. W sprzęcie zaimplementowano metodę biconjugate gradient. Jej działanie przedstawiono na przykładzie algorytmu kompresji kontrastu obrazów o rozszerzonym zakresie luminancji (ang. HDR - High Dynamic Range). Całość obliczeń zrealizowano w oparciu o programowalne jednostki cieniowania wierzchołków i pikseli oraz rendering poza ekran. Przeprowadzone badania potwierdzają znaczny wzrost prędkości obliczeń (co najmniej o rząd wielkości) wykonywanych na GPU w porównaniu z obliczeniami przeprowadzonymi na CPU.

EN

In this paper we present a method for fast solving of complex linear equations systems on programmable graphics hardware. We implement the biconjugate gradient method as a part of a contrast processing algorithm for high dynamic range images. Most of calculations are efficiently performed on the GPU, based on vertex and fragment shaders and multipass rendering to floating point textures. Comparison of the performance of analogous GPU and CPU-based implementations results in a conclusion that using GPU accelerates calculations by at least an order of magnitude.

Słowa kluczowe

PL

programowalny procesor graficzny; szybkie rozwiązywanie układów równań liniowych; kompresja kontrastu obrazów HDR

EN

GPU based solving; linear equations systems; contrast processing of high dynamic range images

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 52, nr 7 bis
• Strony: 98--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Zdrojewska D.

autor

Mantiuk R.

autor

Tomaszewska A.

• Wydział Informatyki, Politechnika Szczecińska,

Bibliografia

• [1] J. D. Owens, D. Luebke, N. Govindaraju, M. Harris, J. Kruger, A. E. Lefohn, And T. J. Purcell. A survey of general-purpose computation on graphics hardware. In Eurographics 2005, Slate of the Art Reports, pages 21-51, Aug. 2005.
• [2] E. Reinhard, G. Ward, S. Pattanaik, P. Debevec. High Dynamic Range Imaging. Morgan Kaufman, Elsevier, 2005.
• [3] R. Mantiuk K. Myszkowski, H. Seidel. A perceptual framework for contrast processing of high dynamic range images. In APGV'05: 2nd Symposium on Applied Perception in Graphics and Visualization, 87-94, 2005.
• [4] W. Press, S. Teukolsky, W. Vetterling, And B. Flannery. Numerical Recipes in C++, second ed Cambridge Univ. Press, ch. 2.7, 87.92, 2002.
• [5] J. Bolz, I. Farmer, E. Grinspun, And P. Schroeder. Sparse matrix solvers on the GPU: Conjugate gradients and nmltigrid. Computer Graphics SIGGRAPH 03 Proceedings, 2003.
• [6] J. Kruger, R. Westermann. Linear Algebra Operators for GPU Implementation of Numerical Algorithms. ACM Transactions on Graphics, Proceedings of SIGGRAPH 2003.
• [7] N. Goodnight, C. Woolley, G. Lewin, D. Luebke, G. Humphreys. A Multigrid Solver for Boundary-Value Problems Using Programmable Graphics Hardware. Proceedings of the Eurographics/SIGGRAPH Graphics Hardware Workshop, 2003.
• [8] R. Fattal, D. Lischinski, And M. Werman. Gradient domain high dynamic range compression. ACM Trans, on Graph. 21, 3,249-256, 2002.
• [9] K. Devlin. A review of tone reproduction techniques, Tech, rep., Department of Computer Science, University of Bristol, Nov. Technical Report CSTR-02-005,2002.
• [10] G. Wyszecki, And W. Stiles. Color Science. John Willey&Sons, 2000.