Conception Et R Alisation D Une Machine Parall Le De Codage D Images Bas D Bit Sur Un R Seau De Transputers
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Conception et réalisation d'une machine parallèle de codage d'images à bas débit sur un réseau de transputers
Cette thèse est une contribution à la parallélisation d'algorithmes de traitement du signal. Elle justifie la nécessite du parallélisme en traitement du signal et en traitement d'images en particulier. En s'appuyant sur un exemple précis, il nous est montré que le traitement d'images est un domaine privilégié pour l'étude et la mise en oeuvre du parallélisme. En effet au travers d'un algorithme de codage d'images à bas débit, plusieurs techniques de parallélisation ont été mises au point. Les parties logicielles critiques ont été remplacées par des cartes prototypes spécialisées. C'est ainsi qu'une carte tcd (transformée en cosinus discrète) et un quantificateur vectoriel intégré ont été développé pour réaliser une machine parallèle basée sur un réseau de transputers, destinée dans un premier temps au codage d'images à bas débit. Cette machine incorpore quelques concepts architecturaux très intéressants dont plusieurs ont fait l'objet d'une demande de brevet. Inscrite dans un cadre technologique précis, le champ d'application de cette machine est plus vaste que le codage d'images (contrôle de processus industriel, détection de panne, biomédical, etc.)
ETUDE ET REALISATION D'UNE MACHINE PARALLELE A BASE DE TRANSPUTERS POUR LE CALCUL D'IMAGES DE SYNTHESE
NOUS DECRIVONS DANS CETTE THESE LE PROJET AXL QUI CONCERNE L'ETUDE THEORIQUE ET LA REALISATION D'UNE MACHINE PARALLELE ADAPTEE A LA SYNTHESE D'IMAGES. LE BUT DU PROJET EST DE REALISER UNE MACHINE ECONOMIQUE, SOUPLE ET PUISSANTE SUR LAQUELLE IL EST POSSIBLE D'IMPLANTER ET DE FAIRE EVOLUER UNE VASTE GAMME D'ALGORITHMES DE CALCUL D'IMAGES SANS QU'IL SOIT NECESSAIRE DE MODIFIER SA CONCEPTION ELECTRONIQUE OU ARCHITECTURALE. POUR ATTEINDRE NOTRE OBJECTIF, NOUS PROPOSONS D'UTILISER UN RESEAU DE PROCESSEURS A USAGE GENERAL SUR LEQUEL NOUS BATISSONS UN SYSTEME D'EXPLOITATION PARALLELE, MULTI-UTILISATEURS, EFFICACE ET TRANSPARENT. SA STRUCTURE ORIGINALE INSPIREE DES MODELES DE PROGRAMMATION PAR OBJETS PERMET LE DEVELOPPEMENT D'APPLICATIONS INDEPENDEMMENT DES SPECIFICATIONS MATERIELLES. NOUS POUVONS ALORS DEFINIR UN LOGICIEL DE SYNTHESE D'IMAGES DONT L'ARCHITECTURE LOGICIELLE EST ADAPTEE AU SYSTEME D'EXPLOITATION PARALLELE QUE NOUS AVONS CONCU
CONCEPTION ET REALISATION D'UNE MACHINE PARALLELE DEDIEE AUX IMAGES DE SYNTHESE REALISTES; LA MACHINE VOXAR
UTILE A LA CONCEPTION D'OBJETS, INTERFACE DE HAUT NIVEAU ENTRE LA MACHINE ET L'HOMME, L'IMAGE DE SYNTHESE NOUS PERMETTRA DEMAIN D'UTILISER PLEINEMENT NOTRE VUE. LE REALISME D'UNE IMAGE DEPEND DE LA COMPLEXITE DU MODELE D'ECLAIRAGE UTILISE. LE LANCER DE RAYONS, UTILISE DANS LES MODELES LES PLUS REALISTES, EST ENCORE TROP COUTEUX POUR LES MACHINES ACTUELLEMENT DISPONIBLES. LES METHODES DE SUBDIVISION SPATIALES PERMETTENT DE REDUIRE FORTEMENT LA COMPLEXITE INITIALE DU LANCER DE RAYONS, MAIS ELLES APPARAISSENT INADAPTEES AUX SUPER-CALCULATEURS COMMERCIAUX. C'EST POURQUOI DE NOMBREUSES RECHERCHES ONT VISE A LEUR IMPLANTATION SUR DES RESEAUX MULTIPROCESSEURS. L'AMBITION DU PROJET VOXAR EST D'EXPLOITER LE PARALLELISME NATUREL D'UNE SCENE DONT LES ELEMENTS DE MATIERE ECHANGENT DES SOLLICITATIONS (RAYONS) VIA L'ESPACE. LA SCENE, DECOUPEE EN VOXELS, EST ENROULEE AUTOUR D'UN RESEAU DE PROCESSEURS CONNECTES EN TORE DE DIMENSION 3. CETTE ASSOCIATION ENTRE L'ESPACE ET LES PROCESSEURS REPARTIT LES DONNEES EN CONSERVANT LES PROPRIETES TOPOLOGIQUES DE L'ESPACE A TRAVERS LES CONNEXIONS DU RESEAU. UNE MAQUETTE COMPOSEE DE 36 TRANSPUTERS A ETE REALISEE; DES SCENES COMPLEXES PEUVENT ETRE CHARGEES, ANIMEES ET VISUALISEES PAR LANCER DE RAYON. LE RENDEMENT DU RESEAU EST COMPRIS ENTRE 25 ET 76 POUR CENTS SELON LA SCENE ET L'IMAGE CALCULEE. LES MEILLEURES PERFORMANCES APPARAISSENT LORSQUE LES SCENES ET LES IMAGES CALCULEES SONT COMPLEXES. C'EST LA REPARTITION DES DONNEES, QUI N'EST PAS TOUJOURS BONNE, QUI SEMBLE SURTOUT LIMITER LES PERFORMANCES DU MODELE