Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

MIT beschleunigt Bildverarbeitung

02.08.2012
Neue Programmiersprache bis zu 70 Mal schneller

Informatiker am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben mit Halide eine neue Programmiersprache entwickelt, die effizientere Bildverarbeitungs-Software in Aussicht stellt. Die Programme sollen damit nicht nur einfacheren, übersichtlicheren Code bekommen, sondern auch deutlich schneller werden. Bei Tests mit gängigen Bildverarbeitungs-Algorithmen konnte im Extremfall eine Beschleunigung um den Faktor 70 erreicht werden.


Aufnahme zu Bild: viele Schritte nun effizienter (Foto: MIT/Christine Daniloff)

Hintergrund der Entwicklung ist die Tatsache, dass digitale Bilddateien immer größer werden, teilweise aber mit begrenzter Rechenleistung viele Verarbeitungsschritte ausgeführt werden müssen. Das trifft gerade im Smartphone-Segment zu: Multi-Megapixel-Sensoren liefern Foto-Rohdaten, die eine ganze Reihe von Verarbeitungsschritten durchlaufen müssen, bevor überhaupt die Aufnahme auf dem Display erscheint - ehe sie dann womöglich gleich noch in webtauglicher Version mit Programmen wie Instagram ins Internet hochgeladen werden soll.

Viele Schritte neu angehen

Zu den Verarbeitungsschritten, die ein Smartphone-Foto zwischen Aufnahme und Anzeige auf dem Display durchläuft, zählen unter anderem Korrekturen für defekte Pixel am Bildsensor, Farbanpassungen und -korrekturen sowie Kontrastjustierungen - nur, damit das Bild einmal weitgehend dem entspricht, was das menschliche Auge sieht. Hinzu kommen meist noch Verarbeitungsschritte wie Rote-Augen-Korrektur oder gar Spezialeffekte, für die die Software frühere Verarbeitungsschritte neu berechnen muss.

Das Hauptproblem ist, dass sich Bildverarbeitungsalgorithmen genau überlegen müssen, wie sie Teile des Bildes und Rechenaufgaben auf die Kerne eines Prozessors verteilen, damit dieser möglichst effizient ausgenutzt wird. Da Berechnungen oft auch Informationen aus früheren Verarbeitungsschritten anderer Bildteile erfordern, bringt aber ein Programm, das für eine bestimmte Hardware optimiert ist, auf anderen Geräten oft keine nennenswerten Vorteile. Die MIT-Programmiersprache teilt die Bildverarbeitung in die eigentlichen Verarbeitungsalgorithmen und einen Scheduler ein, der sich automatisch um die Verteilung von Bildteilen auf die Rechenkerne kümmert.

Übersichtlich und schnell

Halide bietet laut dem MIT viele Vorteile. Es werde leichter, ein Bildverarbeitungsprogramm für verschiedene Geräte effizient umzusetzen, da dazu nur der Scheduler entsprechend optimiert werden muss. Zudem seien Programme mit der neuen Sprache einfacher zu schreiben und der Code leichter zu verstehen. Er fällt außerdem in der Regel deutlich kürzer aus. Bei Tests mit gängigen, von erfahrenen Programmierern optimierten Bildverarbeitungs-Algorithmen war die Halide-Umsetzung im Schnitt um zwei Drittel kompakter. Dazu kommen beachtliche Performance-Steigerungen.

Dem MIT zufolge gab es bei den Tests oft Beschleunigungen um einen Faktor zwei, drei oder gar sechs. In einem Extremfall war das Halide-Programm sogar 70 Mal schneller als das Original, obwohl der Code in der neuen Programmiersprache in diesem Fall sogar länger war. Ein Paper mit Details zur Arbeit an Halide wird das Informatiker-Team kommende Woche im Rahmen der Computergrafik-Konferenz Siggraph http://s2012.siggraph.org präsentieren.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://bit.ly/OqNpye

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Sicheres Bezahlen ohne Datenspur
17.10.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Saarbrücker Forscher erstellen digitale Objekte aus unvollständigen 3-D-Daten
12.10.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie

Ostfalia forscht an Ultraleichtflugzeug mit Elektroantrieb

19.10.2017 | Verkehr Logistik

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungsnachrichten