GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu
Yıl: 2016 Cilt: 82 Sayı: 155 Sayfa Aralığı: 12 - 22 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022
GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu
Öz: Bilgisayarların grafik kartları üzerindeki grafik işlemci birimleri (Graphic Processing Units - GPU) on sene yeteneklerinin artışı doğrultusunda büyük gelişme göstermiştir. Modern GPU'lar sadece çok güçlü grafik motoru olmaktan çıkarak, bilgisayar işlemcilerine (Central Processing Unit-CPU) göre aritmetik işlem yapabilme hızı ve hafıza band genişliği hızı çok daha yüksek olan ve üst seviyede paralel programlanabilir işlemciler programlanabilirliğindeki ve yeteneklerindeki hızlı gelişme, yüksek seviyede hesap yapma ihtiyacı olan karmaşık problemlerle uğraşan araştırmacıların ilgisini çekmiştir. Bu ilgi "grafik işlemci birimi üzerinde genel amaçlı hesaplama (General Purpose Computation on Graphic Processing Units - GPGPU)" ve "akış işleme (stream processing)" kavramlarını ortaya çıkarmıştır. Grafik işlemcilerin bilgisayar işlemcilerine bir alternatif olarak gündeme gelmesinin asıl nedeni ise; çok güçlü ve bunun yanında ucuz temin edilebilir donanım olmalarıdır. Bu grafik çipler, sabit uygulama donanımları olmaktan çıkarak günümüzde modern, güçlü karşılayabilecek işlemcilere dönüşmüşlerdir. Yapılan çalışma içerisinde, çeşitli fotogrametrik uygulamalar ve özellikle ortorektifikasyon işlemi GPGPU yöntemi ile CUDA (Compute Unified Device Architecture-Birleşik Hesaplama Aygıt Mimarisi) programlama dili kullanılarak yeniden programlanmıştır. Böylelikle daha kısa sürede ve daha ucuz maliyetli donanımlarla ortorektifiye edilmiş görüntülerin nasıl elde edilebileceği ortaya konulmaya çalışılmıştır. Bu amaca yönelik olarak yapılan uygulamalarda elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, yöntemin fotogrametrinin görüntü işlemeyi gerektirdiği ve aynı işlem adımlarının her bir piksel için tekrarlandığı durumlarda ve ayrıca hesap yoğun işlem adımlarında çok etkili ve hızlı sonuçlar verdiği görülmüştür. Özellikle ortorektifikasyon amacıyla yapılan uygulamalarda aynı donanımla CPU'ya oranla 7 kat hız farklarına ulaşılmıştır
Anahtar Kelime: Konular:
(Real Time Orthorectification Of Images By GPGPU Method)
Öz: The graphic processing units (GPU) on the graphic cards integral parts of computers are really developed today according to the last ten years. The development was the increase of the GPUs performance and capabilities. The modern GPUs are not only became powerful graphic engines and also they are high level parallel programmable processors with very fast computing capabilities and high memory bandwidth speed compared to central processing units (CPU). The rapid development of GPUs programmability and capabilities attracted the researchers dealing with complex problems which need highly level calculation. This interest has revealed the concepts of "General Purpose Computation on Graphics Processing Units (GPGPU)" and "stream processing". The graphic processors are powerful hardware which is really cheap and affordable. So the graphic processors became an alternative to computer processors. The graphic chips which were standard application hardware have been transformed into modern, powerful and programmable processors to meet the overall needs. In this study, some photogrammetric applictions and especially orthorectification process were coded by using GPGPU method and CUDA (Compute Unified Device Architecture) programming language. So we can orthorectify images with cheaper hardware in a short time. The results obtained are evaluated; the method is really suitable for image processing and photogrammetry especially if we do the same calculations to per image pixels. Also it is suitable for intensive calculation procedures. Especially with orthorectification procedure with GPU is 7 times faster than CPU implementation and speedup is 7 times.
Anahtar Kelime: Konular:
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Bibliyografik
- Bettemir O.H., (2006), Sensitivity and Error Analysis of a Differential Rectification Method for CCD Frame Cameras and Pushbroom Scanners, Master Thesis, METU, Ankara.
- Biesemans, J and Everaerts, J., (2006), Image Processing Workflow for the Pegasus HALE UAV Payload, International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Antwerp, Belgium.
- Gruen, A. and Beyer, H., (2001), Calibration and Orientation of Cameras in Computer Vision, Springer Series in Information Sciences. Vol. 34, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
- Jacobsen, K., (2002), Calibration aspects in direct georeferencing of frame imagery, In: Int. Archives PhRS (34), 1 I, pp. 82-89, Denver.
- Karslioglu, M.O., Friedrich J., (2005), A New Differential Geometric Method to Rectify Digital Images of the Earth's Surface Using Isothermal Coordinates, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 43, No. 3, March.
- Kiracı, A.C., (2008), Direct Georeferencing and Orthorectification of Airborne Digital Images, Master Thesis, METU, Ankara.
- Kraus, K., (2007), Fotogrametri Cilt 1 Fotoğraflardan ve Lazer Tarama Verilerinden Geometrik Bilgiler, Istanbul Technical University, Nobel Yayın Dağıtım, 1.Basım.
- Mercedes Marqu´es, Gregorio Quintana-Ort´ı, Enrique S. Quintana-Ort´ı, Robert van de Geijn, (2009), Using graphics processors to accelerate the solution of out-of-core linear systems, 8th IEEE International Symposium on Parallel and Distributed Computing, Lisbon.
- Novak, K., (1992), Rectification of Digital Imagery, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 339-344.
- Nvidia, (2011a), OpenCL Programming Guide for the CUDA Architecture, Nvidia Corp., California, USA.
- Nvidia, (2011b), CUDA C Programming Guide, Nvidia Corp. California, USA.
- Nvidia, (2015), CUDA Architecture, Introduction and Overview, Nvidia Corp., California, USA.
- Schwarz, K., P. (1993), IntegratedAirborne Navigation System for Photogrammetry, Photogrammetric Week'95, Wichmann, Germany.
- Schwarz, K., P., Chapman, M., E., Cannon, E., Gong, P. (1993), An Integrated INS/GPS Approach to the Georeferencing of Remotely Sensed Data, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 59(11), (pp.1667-1674).
- Skaloud, J. (2002), Direct Georeferencing in Aerial Photogrammetric Mapping, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 68(3), (pp.207-210).
- Şahin, H. & Külür, M., S. (2011), GPGPU Yöntemi İle Fotogrametrik Uygulamalar, Türkiye Ulusal Fotogrametri ve Uzaktan Algılama Birliği VI. Teknik Sembozyumu TUFUAB, Antalya, Türkiye; Şubat 21-25.
- Şahin, H. & Külür, M., S. (2012), Orthorectification By Using GPGPU Method, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXIXB4, Melbourne, Australia; August 25- September 01.
- U. Thomas, F. Kurz, D. Rosenbaum, R. Mueller, P. Reinartz, (2008), GPU-based Orthorectification of Digital Airborne Camera Images in Real Time, The International Archives Of The Photogrammetry, Remote Sensing And Spatial Informatıon Sciences, ISPRS Congress Beijing, Volume XXXVII Part B1 Commission I.
- White, S. and M Aslaksen, (2006), Use of Direct Georeferencing to Support Emergency Response,. NOAA's PERS Direct Georeferencing Column.
- Yastıklı, N., (2003), GPS/IMU Verilerini Kullanarak Hava Fotoğraflarının Doğrudan Yöneltilmesi ve Birleştirilmiş Blok Dengeleme Olanakları, Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul.
- Yılmaz, E., (2010), Massive Crowd Simulation with Parallel Processing, PhD Thesis, Information Systems Department, METU, Ankara
| APA | SAHIN H, KÜLÜR M (2016). GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu. , 12 - 22. |
| Chicago | SAHIN HAKAN,KÜLÜR Mehmet Sıtkı GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu. (2016): 12 - 22. |
| MLA | SAHIN HAKAN,KÜLÜR Mehmet Sıtkı GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu. , 2016, ss.12 - 22. |
| AMA | SAHIN H,KÜLÜR M GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu. . 2016; 12 - 22. |
| Vancouver | SAHIN H,KÜLÜR M GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu. . 2016; 12 - 22. |
| IEEE | SAHIN H,KÜLÜR M "GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu." , ss.12 - 22, 2016. |
| ISNAD | SAHIN, HAKAN - KÜLÜR, Mehmet Sıtkı. "GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu". (2016), 12-22. |
| APA | SAHIN H, KÜLÜR M (2016). GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu. Harita Dergisi, 82(155), 12 - 22. |
| Chicago | SAHIN HAKAN,KÜLÜR Mehmet Sıtkı GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu. Harita Dergisi 82, no.155 (2016): 12 - 22. |
| MLA | SAHIN HAKAN,KÜLÜR Mehmet Sıtkı GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu. Harita Dergisi, vol.82, no.155, 2016, ss.12 - 22. |
| AMA | SAHIN H,KÜLÜR M GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu. Harita Dergisi. 2016; 82(155): 12 - 22. |
| Vancouver | SAHIN H,KÜLÜR M GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu. Harita Dergisi. 2016; 82(155): 12 - 22. |
| IEEE | SAHIN H,KÜLÜR M "GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu." Harita Dergisi, 82, ss.12 - 22, 2016. |
| ISNAD | SAHIN, HAKAN - KÜLÜR, Mehmet Sıtkı. "GPGPU Yöntemi ile Görüntülerin Gerçek Zamanlı Ortorektifikasyonu". Harita Dergisi 82/155 (2016), 12-22. |
