Двумерное дискретное косинусное преобразование на CUDA

Задача по реализации двумерного дискретного косинусного преобразования является составной частью алгоритмов, связанных с быстрым сжатием и шумоподавлением при обработке изображений. Программное обеспечение для CPU делает такие вычисления довольно медленно даже при оптимальной многопоточной реализации, поэтому для решения этой задачи мы использовали видеокарты NVIDIA с технологией CUDA. Мы сделали параллельную и оптимизированную реализацию алгоритма ДКП, что позволило получить очень высокое быстродействие.

Конфигурация компьютера и ОС

• Для тестирования программного обеспечения использовалась такая конфигурация компьютера: ASUS P6T Deluxe V2, Core i7-4770 3.6 GHz, DDR-III 8 GB
• Видеокарты для вычислений: GeForce GTX 1080
• Операционная система Windows-10

Результаты тестирования алгоритма быстрого двумерного ДКП на видеокарте NVIDIA GeForce GTX 1080

Мы получили следующие результаты для времени выполнения алгоритма ДКП для монохромного 8-битного или цветного 24-битного изображения с разрешением 3840 х 2160 (4К), где время загрузки изображений и выгрузки результатов не включено в представленные данные (преобразование RGB->YCbCr, разбиение на блоки 8х8 и прореживание включены в алгоритм дискретного косинусного преобразования):

• 8-битное серое изображение - 160 мкс
• 24-битное изображение, формат 4:2:0 - 340 мкс
• 24-битное изображение, формат 4:2:2 - 380 мкс
• 24-битное изображение, формат 4:4:4 - 470 мкс