Systematization of Theory in Approximated Compiler for Image Processing
| Project/Area Number |
21H03465
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
福嶋 慶繁 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80550508)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 慶博 東京理科大学, 工学部電気工学科, 講師 (80843375)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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| Keywords | 画像処理 / ドメイン固有言語 / 近似計算 / 画像処理コンパイラ / 近似コンパイラ / 実時間画像処理 / Approximate Computing |
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| Outline of Research at the Start |
画像処理の応用範囲の広がりにより，画像処理の高速化需要は増加の一途をたどる．これに対応するべく登場した画像処理専用プログラミング言語Halideは多くの影響を与えたが，コンパイラの制約から画像処理最大の特徴である，近似・間引きを使うことができない．
本研究では，この視覚特性を最大限活かすコンパイラを構築するために，汎用的に使える近似高速化パターンをコンパイラに導入する．そして，人の主観に近い画質評価指標やコンパイラ最適化に必要な計算順序パターンをヒントにして自動的に近似高速化を行う．更には，ハードウェア最適化まで実現することで，圧倒的な高速化を実現する画像処理コンパイラの確立を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
目的： 画像処理の応用範囲の広がりにより，画像処理の高速化需要は増加の一途をたどる．これに対応するべく登場した画像処理専用プログラミング言語 Halideは多くの影響を与えたが，コンパイラの制約から画像処理最大の特徴である，近似・間引きを使うことができない．本研究では，この視覚特性を最大限活かすコンパイラを構築するために，汎用的に使える近似高速化パターンをコンパイラに導入する．そして，人の主観に近い画質評価指標やコンパイラ最適化に必 要な計算順序パターンをヒントにして自動的に近似高速化を行う．更には，ハードウェア最適化まで実現することで，圧倒的な高速化を実現する画像処理コンパ イラの確立を目指す．
計画： 2023年度の予定は主にこれまでの統括であり，画像処理近似アルゴリズムとそのプログラミング言語化の総括を行った．
アルゴリズムとして，高次元ガウシアンフィルタの近似高速化や，エッジ保存平滑化フィルタの一般的な高速分解方法および，LUTを用いた解像度変換を用いた汎用高速化により画像処理の高速化アルゴリズムを提案した．また，プログラミング言語としては，CPUのSIMDを高効率に用いる近似テーブル参照方法をマクロ言語として作成した．更には，SlidingDCT/DFTによる近似畳み込み特化のプログラミング言語，Halideを拡張した型キャストを含むドメイン特化型プログラミング言語として提案した．これらは，国際論文誌に採録されている．また，テンソルコアを用いた一般2次元畳み込みの高速化実装を行い論文投稿中である．
その他，国内で画像処理の近似高速化およびプログラミング言語における招待講演を行った．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(90 results)
