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 Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb
27.06.2017 | FOKUS - Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme

nachricht Überschwemmungen genau in den Blick nehmen
27.06.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive