Algorithmes de la morphologie mathématique pour les architectures orientées flux

par Jaromir Brambor

Thèse de doctorat en Morphologie mathématique

Sous la direction de Michel Bilodeau.

Soutenue en 2006

à Paris, ENMP .


  • Résumé

    Cette thèse est consacrée aux algorithmes de morphologie mathématique qui peuvent considérer les pixels d'une image comme un flux de données. Nous allons démontrer qu'un grand nombre d'algorithmes de morphologie mathématique peuvent être décrits comme un flux de données traversant des unités d'exécution. Nous verrons que cette approche peut aussi fonctionner sur des processeurs génériques possédant un jeu d'instructions multimédia ou sur des cartes graphiques. Pour décrire les algorithmes en flux de données, nous proposons d'utiliser le langage fonctionnel Haskell, ce qui nous permettra de décrire les briques de base de la construction des algorithmes de morphologie mathématique. On applique ces briques dans la description des algorithmes les plus couramment utilisés (dilatation/érosion, opérations géodésiques, fonction distance et nivellements) ce qui facilitera le portage de ces algorithmes sur plusieurs plate-formes. Nous proposons pour la construction des algorithmes morphologiques un mode d'exécution original par macro blocs et nous étudions en profondeur la transposition de cette idée aux architectures SIMD. Nous montrons que l'utilisation des macro blocs est intéressante pour les architectures multimédia et nous montrons également que les algorithmes morphologiques proposés dans cette thèse atteignent de meilleures performances que les implémentations standard. Un nouveau champ s'ouvre ainsi aux algorithmes développés dans les applications de traitement d'images en temps réel. Cette thèse explore également les processeurs graphiques et démontre sur des résultats expérimentaux qu'ils sont, dès à présent, assez performants pour concurrencer les processeurs généraux.

  • Titre traduit

    Algorithms of mathematical morphology for stream-oriented architectures


  • Résumé

    This thesis deals with the algorithms of Mathematical Morphology that can consider the pixels of an image as if they were a stream of data. We will show that a great number of algorithms of Mathematical Morphology can be described by data flows (streams) passing through the operating units. We will see that this approach can function on generic processors supporting a multi-media instruction set as well as on graphics cards. We propose to use the functional language Haskell for the description of algorithms operating on data flows. This allows us to describe the building blocks that are used to construct morphological algorithms. We apply these building blocks in the description of the most usually used algorithms (dilation/erosion, geodesic operations, distance function and levelings). This will also facilitate the porting of these algorithms onto several platforms. We propose an original mode of execution by macro blocks for the construction of morphological algorithms and we study in depth the transposition of this idea to SIMD architectures. We show that the use of macro blocks is interesting for multimedia architectures. We also show that the morphological algorithms proposed in this thesis reach better performances than standard implementations. Thus, a new field opens to algorithms we have developed here in real-time image processing applications. This thesis also explores the graphics processors and shows on experimental results that they are already powerful enough to compete with general processors.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 229 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 195 réf.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : EMP 153.533 CCL.TH. 1157
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  • Cote : TL-06/06/MM
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  • Cote : EMP 153.534 CCL.TH. 1157
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