A Study on the Pixel-Paralled Image Processing System for Image Smoothing

영상 평활화를 위한 화소-병렬 영상처리 시스템에 관한 연구

  • Kim, Hyun-Gi (Keukdong College, Dept. of Electronic Telecommunication) ;
  • Yi, Cheon-Hee (Chong-ju Univ., Dept. of Electronic Engineering)
  • Published : 2002.11.01

Abstract

In this paper we implemented various image processing filtering using the format converter. This design method is based on realized the large processor-per-pixel array by integrated circuit technology. These two types of integrated structure are can be classify associative parallel processor and parallel process DRAM(or SRAM) cell. Layout pitch of one-bit-wide logic is identical memory cell pitch to array high density PEs in integrate structure. This format converter design has control path implementation efficiently, and can be utilize the high technology without complicated controller hardware. Sequence of array instruction are generated by host computer before process start, and instructions are saved on unit controller. Host computer is executed the pixel-parallel operation starting at saved instructions after processing start. As a result, we obtained three result that 1)simple smoothing suppresses higher spatial frequencies, reducing noise but also blurring edges, 2) a smoothing and segmentation process reduces noise while preserving sharp edges, and 3) median filtering, like smoothing and segmentation, may be applied to reduce image noise. Median filtering eliminates spikes while maintaining sharp edges and preserving monotonic variations in pixel values.

본 논문에서는 포맷 변환기를 사용하여 여러 가지 영상처리 필터링을 구현하였다. 이러한 설계 기법은 집적회로를 이용한 대규모 화소처리배열을 근거로 하여 실현하였다. 집적구조의 두가지 형태는 연산병렬프로세서와 병렬 프로세스 DRAM(또는 SRAM) 셀로 분류할 수 있다. 1비트 논리의 설게 피치는 집적 구조에서의 고밀도 PE를 배열하기 위한 메모리 셀 피치와 동일하다. 이러한 포맷 변환기 설계는 효율적인 제어 경로 수행을 능력을 가지고 있으며 하드웨어를 복잡하게 할 필요 없이 고급 기술로 사용 될 수 있다. 배열 명령어의 순차는 프로세스가 시작되기 전에 호스트 컴퓨터에 의해 생성이 되며 명령은 유니트 제어기에 저장이 된다. 호스트 컴퓨터는 프로세싱이 시작된 후에 저장된 명령어위치에서 시작하여 화소-병렬 동작을 처리하게 된다. 실험 결과 1)단순한 평활화는 더 높은 공간의 주파수를 억제하면서 잡음을 감소시킬 뿐 아니라 에지를 흐리게 할 수 있으며, 2) 평활화와 분할 과정은 날카로운 에지를 보존하면서 잡음을 감소시키고, 3) 평활화와 분할과 같은 메디안 필터링기법은 영상 잡음을 줄이기 위해 적용될 수 있고 날카로운 에지는 유지하면서 스파이크 성분을 제거하고 화소 값에서 단조로운 변화를 유지 할 수 있었다.

Keywords

References

  1. Jeffery C. Gealow, Frederick p. Herrmann, Lawrence T. Hsu, and Charles G. Sodini, 'System Design for Pixel-parallel Image Processing', IEEE Trans. on VLSI systems, pp. 32-41, Mar. 1996 https://doi.org/10.1109/92.486079
  2. F. P. Herrmann and C. G. Sodini, 'A 256-element Associative Parallel Processing.' in Symp, VLSI Circuits : Dig. Tech. Papers, pp. 99-100, June 1994
  3. F. P. Herrmann and C. G. Sodini, 'A Dynamic Associative Processor for Machine Vision Applications.' IEEE Micro, Vol. 12, No.3, pp. 31-41, June 1992 https://doi.org/10.1109/40.141601
  4. 조화현, 최절호, 권병헌, 최명렬, '실시간 처리를 위한 콘트라스트 조정기법,' 한국정보처리학회논문지 제7권 제6호, pp. 1988-1995, June. 2000
  5. Jonathan Rose, Abbas El Gamal, and Alberto Sangiovanni-Vincentelli, 'Architecture of Field-Programmable Gate Arrays,' Proc. of the IEEE, Vol. 81, No.7, pp. 1013-1029, July 1993 https://doi.org/10.1109/5.231340
  6. Xilinx, 'The Programmable Logic Data Book,' 1994
  7. D. Bursky, 'Programmable Array Mix FPGA and ASIC Blocks,' Electronic Design, pp. 69-74, Oct. 14. 1996
  8. Dinesh Bhatia, 'Field Programmable Gate Arrays - a Cheaper Way of Customizing Product Prototypes.' IEEE Potentials, 1994 https://doi.org/10.1109/45.283855