Banca de DEFESA: Lucas Lucena Gambarra

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: Lucas Lucena Gambarra
DATA: 13/08/2012
HORA: 10:00
LOCAL: Auditório do CCEN
TÍTULO: PROPOSTA DE IMPLEMENTAÇÃO EM HARDWARE PARA O ALGORITMO NON-LOCAL MEANS
PALAVRAS-CHAVES: Processamento Digital de Imagens, Redução de Ruídos, Non-local means, Hardware FPGA.
PÁGINAS: 70
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Ciência da Computação
SUBÁREA: Sistemas de Computação
ESPECIALIDADE: Hardware
RESUMO:

Imagem digital é a representação de uma imagem bidimensional usando
números binários codificados de modo a permitir seu armazenamento, transferência,
impressão ou reprodução, e seu processamento por meios eletrônicos. É formada por
um conjunto de pontos definidos por valores numéricos, escala de cinza, no qual cada
ponto representa um pixel.
Em qualquer imagem digital, a medição do nível de cinza observada em cada
pixel é sujeita a algumas perturbações. Essas perturbações são devidas à natureza
aleatória do processo de contagem de fótons nos sensores usados para captura da
imagem. O ruído pode ser amplificado por correções digitais ou por qualquer software
de processamento de imagem como, por exemplo, as ferramentas que aumentam o
contraste.
A remoção de ruídos cujo objetivo é recuperar, ou estimar a imagem original, é
ainda um dos mais fundamentais e amplamente estudados problemas do
processamento de imagem. Em diversas áreas, a remoção de ruídos é uma etapa
fundamental para melhorar a qualidade dos resultados. Entre as alternativas com
essa finalidade, o método proposto por Buades (2005), conhecido como Non-Local
Means (NLM), representa o estado da arte.
Embora bastante eficaz quanto à remoção de ruídos, o NLM é muito lento para
ser realizado de modo prático. Sua complexidade computacional é alta devido à
necessidade de cálculo de pesos para todos os pixels da imagem durante o processo
de filtragem de cada pixel, resultando numa complexidade quadrática no número de
pixels da imagem. Os pesos são obtidos por meio do cálculo da diferença entre as
vizinhanças de pixels correspondentes.
Muitas aplicações possuem requisitos de tempo para que seus resultados
sejam úteis, e nesse contexto, este trabalho propõe uma implementação em FPGA
para o algoritmo Non-local means com o objetivo de obter um baixo tempo de
execução usando, para isto: pipelines, paralelismo em hardware e aproximação linear
por partes. A implementação proposta é aproximadamente 290 vezes mais rápida que
o algoritmo Non-local means em software e apresenta, além disso, resultados
semelhantes ao algoritmo original quanto ao erro médio quadrático (MSE) e a
qualidade perceptiva de imagem.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 337324 - JOSE ANTONIO GOMES DE LIMA
Interno - 1167863 - LEONARDO VIDAL BATISTA
Externo à Instituição - ELMAR UWE KURT MELCHER - UFCG