Ani současné moderní GPU nemají bohužel stále tolik hrubého výkonu, aby mohly realizovat kompletní normalizovanou křížovou korelaci pro všechny pixely obrazu se všemi pixely hledaného patternu. Škoda, řešení hrubou silou by poskytovalo nejpřesnější výsledky, ale normalizované křížová korelace je opravdu výpočetně příliš náročná. Proto i GPU algoritmus potřebuje několik optimalizací na výkon, které vedou na nutnost několika vykreslovacích průchodů. Nový krok je optimalizován tak, aby byla pokud možno co nejméně přenášena data mezi pamětí CPU a pamětí grafické karty.

Všechna měření výkonnosti byla na počítači s CPU Intel Core i-5 a GPU Nvidia GF680 GTX. GPU je již hodně vzdálená od současné výkonové špičky, ale pro reálná nasazení v průmyslových podmínkách je toto srovnání užitečné.

Na výše uvedeném obrázku jsou uvedenu doby vykonávání v nejvýhodnější variantě pro CPU algoritmus, je hledán jen jeden výskyt korelace se vzorem a není vyžadováno žádné natočení či škálování. Výkonový rozestup mezi CPU krokem a předchozím a novým GPU řešením je viditelný, i když nijak dramatický.

Testovací obrázek má velikost 800 x 600 pixelů a výše uvedený pattern je hledán v celé jeho ploše. Hledáme-li jediný výskyt vzoru a nepotřebujeme-li rotační ani měřítkovou invarianci, jsou rozdíly ve výkonu mezi jednotlivými algoritmy sice nejmenší, ale i v tomto případě mohou být v některých úlohách velmi důležité. Situace se ale hodně změní, budeme-li hledat více výskytů vzoru a ještě větší rozdíly se objeví při požadavku hledání natočených patternů. Pojďme se podívat, jaké budou rozdíly výkonnosti nyní:

V těchto testech již začíná dramaticky narůstat spotřeba času u CPU algoritmu. Masivně paralelní podstata grafických procesorů ukazuje své přednosti. Spotřeba času se u GPU algoritmů s množstvím hledaných výskytů příliš nemění, neboť množství dat, přenášených mezi CPU a GPU pamětí zůstává přibližně stejné. Přibude-li navíc ještě nutnost testování korelací s pootočenými vzorovými obrazy, začíná být tato úloha pro CPU opravdu velikou zátěží. V posledních výsledcích měření je také dobře vidět, jakým přínosem je optimalizace nového GPU řešení při opakovaných průchodech několika shaderů oproti staršímu GPU algoritmu.

Nyní si můžeme prohlédnout výsledky u všech třech srovnávaných kroků. Parametru hledání byly nastaveny shodně a výsledky jsou rovněž dosti podobné. V tomto srovnání se zdají být výsledky nového GPU řešení mírně lepší než u dalších dvou kroků.

Krok gpu_match_monochrome dále zůstává součásti systému VisionLab. Všechny aplikace, kde je tento krok použit tedy budou bez problémů fungovat i nadále. Pouze v paletě kroků grafického editoru již není pro tvorbu nových aplikací nabízen a je nahrazen novým krokem gpu_pattern.

Schopnosti modernizovaného GPU algoritmu mohou být přínosem pro řešení úloh vizuální inspekce.

_{Roman Cagaš}