Paralelización Del Modelo Para Detección De Bordes Canny Para Sistemas Multicore Mediante Openmp

Paralelización del Modelo para Detección de Bordes Canny para Sistemas Multicore mediante OpenMP

Carrillo M, José Luis
Departamento de Eléctrica y Electrónica, Escuela Politécnica del Ejército Extensión Latacunga, Latacunga, Ecuador

RESUMEN: El objetivo de este trabajo es obtener el código paralelizado del modelo de detección de bordes CANNY para conocer con qué número de procesadores seobtendrá una mayor eficiencia, en tiempo de ejecución, según el tamaño del problema a resolver. El código original se presenta en forma secuencial, por lo que se realizará un estudio teórico del mismo que permita identificar las partes del código más susceptibles de ser paralelizadas y los parámetros que afectan al tiempo de ejecución. El incremento de la capacidad del hardware de procesamiento enlos sistemas multicore, ha llevado a utilizar estos sistemas, además para administrar este tipo de sistemas se utiliza OpenMP[3], por ser el estándar de facto, para programación con memoria compartida.

INTRODUCCIÓN

En el área de procesamiento de imágenes, la detección de los bordes de una imagen es de vital importancia y utilidad, pues facilita muchas tareas, entre ellas, el reconocimientode objetos, la segmentación de regiones, entre otras. Es por ello que se han desarrollado variedad de algoritmos que ayudan a solucionar este inconveniente. El algoritmo de Canny es uno de ellos y es utilizado para detectar todos los bordes existentes en una imagen, dicho algoritmo es considerado como uno de los mejores métodos de detección de contornos, mediante el empleo de máscaras deconvolución y basado en la primera derivada, por cuanto algunos de los puntos del contorno son muy parecidos, en las zonas de píxeles, en las que existe un cambio brusco de niveles de grises. En el tratamiento de imágenes, se trabaja con píxeles en un ambiente discreto, por lo que, el algoritmo de Canny, se utilizan máscaras las cuales representan aproximaciones con diferencias finitas.

1. ObjetivosLos objetivos de este trabajo son:
• Paralelizar mediante el uso de OpenMP el código de detección de bordes CANNY y
• Estudiar la relación entre el tamaño del problema a resolver y el número de procesadores con el que se obtiene la eficiencia máxima, en la ejecución de la simulación, a realizar.

La consecución de estos objetivos, permitirá, usando la mínima cantidad de recursos(procesadores), obtener la mayor reducción posible del tiempo de computación empleado.

2. Herramientas

Las herramientas utilizadas, para la consecución de los objetivos marcados en el punto anterior, se puede dividir en dos categorías:

Hardware: Se utilizará un entorno multicore para analizar el paralelismo independientemente de la plataforma. En particular se trabajará con:

•Ordenador portátil de doble núcleo. Éste solo ha sido usado en la fase de desarrollo.
• Multiprocesador de memoria compartida Bambu de la Universidad Málaga con 8 cores.

Software
• Sistema Operativo Ubuntu versión 9.04
• Modelo de detección de bordes CANNY
• Libarías OpenMP integradas en los compiladores icc versión 4.1 y gcc en su versión 4.4
• En la memoria compartidaBambú se ha usado el compilador icc versión 4.1

2. El modelo CANNY

En 1986, Canny propuso un método para la detección de bordes, el cual se basaba en tres criterios:

• Un criterio de detección, expresa el hecho de evitar la eliminación de bordes importantes y no suministrar falsos bordes.
• El criterio de localización, establece que la distancia entre la posición real y lalocalizada del borde se debe minimizar.
• El criterio de una respuesta, que integre las respuestas múltiples correspondientes a un único borde.

2.1 Algoritmo

Uno de los métodos relacionados con la detección de bordes es el uso de la primera derivada, la que es usada debido a que, toma el valor de cero en todas las regiones donde no varía la intensidad y tiene un valor constante en toda la...