Algorithmes de la morphologie mathématique pour - Pastel - HAL

Jaromír BRAMBOR5.4. ALGORITHMES POUR LES GPUpeuvent trouver leur emploi sur les architectures des processeurs graphiques dédiés (e.g. à basse consommation)qui n’offrent que les fonctionnalités restreintes par rapport aux processeurs graphiques grandpublic.Le principe de cette approche suit la méthode de travail des opérations de Minkowski, connuescomme les opérations de base dans la théorie de la morphologie mathématique. Lors du calcul de cesopérations, nous déplaçons l’image entière selon les vecteurs définissant les éléments structurants et nousfusionnons les valeurs placées sur la même position avec une opération logique (et/ou) dans le cas detraitement binaire ou avec une opération arithmétique (min/max) dans le cas de traitement en niveaux degris.Dans l’implémentation sur les GPU, l’image d’entrée est exprimée en tant que texture. Lors du calcul,nous travaillons avec les commandes graphiques en forme de rectangles qui ont les dimensions del’image. Avant d’envoyer la commande graphique dans le GPU, la position des vertex est modifiée selonles vecteurs de déplacement de l’élément structurant. Ainsi, nous obtenons une séquence des commandescontenant les rectangles avec les positions décalées dans l’espace mais qui contiennent les mêmes coordonnéespour l’indexation de la texture. De cette manière, nous définissons les emplacements distinctsdans le framebuffer sur lesquells nous allons effectuer le rendu des pixels à partir de la texture. La figure5.14 illustre cette situation.ÉlémentstructurantframebufferFIG. 5.14 : Utilisation des opérations de Minkowski sur les GPU pour le calcul morphologique. Les rectanglesà rendre sont décalés selon les vecteurs de l’élément structurantDans ce cas précis, nous n’employons pas un programme particulier pour le traitement des vertexet des fragments et nous programmons le pipeline de telle manière qu’il n’effectue qu’une opérationd’échantillonnage pour chaque fragment créé. L’opération morphologique choisie (dilatation ou érosion)est effectuée par les opérations du blending (max pour la dilatation, min pour l’érosion) dans la phasede post-traitement des fragments lors de leur fusion avec les valeurs déjà présentes dans le framebuffer.Donc, le kernel de réduction qui réduit le stream de valeurs de voisinage à une seule valeur résultanteintervient dans le bloc des raster-opérations avec le framebuffer présenté dans notre modèle formel parle raster processeur (rprocessor).Généralement, le framebuffer doit être préparé à ce traitement et doit être rempli par une valeurconstante qui a un comportement neutre vis-à-vis de notre opération morphologique (valeur minimale dutype de stockage pour la dilatation, valeur maximale du type de stockage pour l’érosion) dans la phasede l’initialisation de l’algorithme. Dans le cas où notre élément structurant contient également le vecteur(0,0) désignant le pixel central, nous pouvons pré-remplir le framebuffer par l’image même en copiantles données de la texture (qui sont celles de l’image) dans le framebuffer 1 . Dans ce cas, la liste descommandes graphiques contiendra un rectangle de moins, correspondant au déplacement par le vecteur(0,0), et nous allons, en effet, travailler avec la liste des vecteurs désignant les voisins plutôt que avecl’élément structurant entier (qui contient le vecteur désignant le pixel central).Les résultats sont obtenus dans le framebuffer après que le rendu du dernier rectangle est effectué.Ils peuvent être récupérés pour le calcul suivant dans le GPP via le transfert des données à partir du1Notons qu’il n’est pas possible d’utiliser une zone de la mémoire du GPU pour la lecture et l’écriture en même temps.L’opération de copie est alors nécessaire dans ce cas.119