DOI QR코드

DOI QR Code

Linear Regression-Based Precision Enhancement of Summed Area Table

선형 회귀분석 기반 합산영역테이블 정밀도 향상 기법

  • 정주현 (성균관대학교 전자전기컴퓨터공학과) ;
  • 이성길 (성균관대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2013.06.28
  • Accepted : 2013.08.06
  • Published : 2013.11.30

Abstract

Summed area table (SAT) is a data structure in which the sum of pixel values in an arbitrary rectangular area can be represented by the linear combination of four pixel values. Since SAT serially accumulates the pixel values from an image corner to the other corner, a high-resolution image can yield overflow in a floating-point representation. In this paper, we present a new SAT construction technique, which accumulates only the residuals from the linearly-regressed representation of an image and thereby significantly reduces the accumulation errors. Also, we propose a method to find the integral of the linear regression in constant time using double integral. We performed experiments on the image reconstruction, and the results showed that our approach more reduces the accumulation errors than the conventional fixed-offset SAT.

합산영역테이블은 이미지 픽셀 주변 임의의 사각 영역 내 픽셀 값의 합을 4개 픽셀의 합차로 표현할 수 있는 자료구조이다. 그러나 합산영역테이블은 픽셀의 값을 한쪽 모서리에서 다른 쪽 모서리로 순차 누적하므로, 이미지의 크기가 큰 경우에 부동소수점 방식의 표현 범위를 초과하는 문제가 일어날 수 있다. 이를 해결하기 위해 본 논문은 선형 회귀분석을 이용하여 이미지를 근사하고, 회귀분석식과의 차이만을 누적하여 정밀도 누적 오차를 감소시킬 수 있는 제안한다. 또한, 이미지의 복원 시 회귀분석식의 합을 2중 적분을 이용하여 상수시간에 구할 수 있는 방법을 함께 제안 한다. 이미지의 복원에 대한 실험을 수행하였고, 결과는 제안하는 방식이 일반적인 고정오프셋 방식보다 누적 오차를 감소시킴을 보였다.

Keywords

References

  1. Crow, Franklin C. "Summed-area tables for texture mapping." ACM SIGGRAPH Computer Graphics. Vol.18, No.3, ACM, 1984.
  2. Hensley, Justin, et al. "Fast Summed‐Area Table Generation and its Applications." Computer Graphics Forum. Vol.24, No.3, Blackwell Publishing, Inc., 2005.
  3. Hensley, Justin, et al. "Interactive summed-area table generation for glossy environmental reflections." ACM SIGGRAPH 2005 Sketches. ACM, 2005.
  4. Hensley, Justin, et al. "Fast hdr image-based lighting using summed-area tables." Symposium on Interactive 3D Graphics and Games (Poster). 2007.
  5. Shen, Li, Jieqing Feng, and Baoguang Yang. "Exponential Soft Shadow Mapping." Computer Graphics Forum. Vol.32, No.4, Blackwell Publishing Ltd, 2013.
  6. Sengupta, Shubhabrata, Aaron E. Lefohn, and John D. Owens. "A work-efficient step-efficient prefix sum algorithm." Proceedings of the Workshop on Edge Computing Using New Commodity Architectures. 2006.
  7. Harris, Mark, Shubhabrata Sengupta, and John D. Owens. "Parallel prefix sum (scan) with CUDA." GPU gems 3.39 (2007): 851-876.
  8. Nehab, Diego, et al. "GPU-efficient recursive filtering and summed-area tables." ACM Transactions on Graphics (TOG) 30.6 (2011): 176.
  9. Horn, Daniel. "Stream reduction operations for GPGPU applications." Gpu gems 2 (2005): 573-589.
  10. Wang, Zhou, et al. "Image quality assessment: From error visibility to structural similarity." Image Processing, IEEE Transactions on 13.4 (2004): 600-612. https://doi.org/10.1109/TIP.2003.819861