高位合成を用いたKuwaharaフィルタのためのハードウェア指向評価関数の検討

抄録

Kuwaharaフィルタは、エッジを保持しつつ画像を平滑化する画像処理手法であり、絵画的な画像変換に広く利用されている。しかし、このフィルタは各ピクセルの複数の部分領域に対して統計的な計算を必要とするため、計算コストが高くなってしまう。そのため、リアルタイムかつエネルギー効率の高い画像処理システムを実現するには、ハードウェアによる実装が有望なアプローチである。高位合成(HLS)は、画像処理アルゴリズムの迅速かつ柔軟なハードウェア実装を可能にする。しかし、ソフトウェアプログラムを直接ハードウェアに変換しただけでは、必ずしも効率的なハードウェアが得られるとは限らない。効率的なハードウェアを生成するためには、ハードウェアの構造やリソースの使用状況を考慮しながらソフトウェアを記述する必要がある。本研究では、Kuwaharaフィルタに対するハードウェア指向のソフトウェア記述について検討する。本研究では、直接分散計算、和および二乗和を用いた分散計算、対向するピクセル間の絶対差の和に基づく提案手法という3つの評価関数を比較する。実際のハードウェアを用いた実験結果により、評価関数の記述が画質、ハードウェアリソース、および処理性能に与える影響が明らかになった。