在 FPGA 上加速局部拉普拉斯滤波器
图像与视频处理
2024-02-21 v1 计算机视觉与模式识别
图形学
信号处理
摘要
图像在使用各种增强技术处理时，往往会导致边缘退化和其他不必要的伪影，如光晕。这些伪影对摄影应用构成了重大问题，因为它们会降低图像质量。图像处理领域已提出了大量的边缘感知技术。然而，这些技术需要应用复杂的优化或后处理方法。局部拉普拉斯滤波（Local Laplacian Filtering）是一种边缘感知图像处理技术，涉及构建简单的高斯金字塔和拉普拉斯金字塔。该技术可成功应用于图像的细节平滑、细节增强、色调映射和逆色调映射，同时保持无伪影。然而，该方法的问题在于其计算成本高昂。因此，人们提出了使用多核 CPU 和 GPU 的并行化方案。众所周知，它们的能效不高，而在 FPGA 上设计良好的硬件架构可以在每瓦性能指标上表现更佳。在本文中，我们提出了一种硬件加速器，充分利用了局部拉普拉斯滤波算法中的可用并行性，同时最小化了片上 FPGA 资源的利用率。在 Virtex-7 FPGA 上，与优化的基线 CPU 实现相比，处理 1 MB 图像的速度提高了 7.5 倍。据我们所知，研究文献中尚未提出其他针对局部拉普拉斯滤波问题的硬件加速器。
引用
@article{arxiv.2402.12407,
title = {Accelerating local laplacian filters on FPGAs},
author = {Shashwat Khandelwal and Ziaul Choudhury and Shashwat Shrivastava and Suresh Purini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.12407},
year = {2024}
}
备注
6 pages, 5 figures, 2 tables