Processamento digital de imagens baseado em GPU

Resumo

O projeto visa o desenvolvimento de funções de processamento digital de imagens usando processadores das placas gráficas (Graphic Processing Units ou GPUs) em conjunto com os processadores das CPUs dos computadores. Processamento digital de imagens apresenta todas as características para uso eficiente de processamento paralelo. O uso de computadores com múltiplos processadores aumenta o desempenho dos sistemas de processamento de imagens. Entretanto, esses computadores apresentam preços elevados impedindo o acesso a diversos usuários. Em contrapartida, as placas gráficas apresentam centenas de processadores, mais simples que os de CPUs, porém a um custo relativamente baixo. A proposta desse projeto é estudar a viabilidade de uso de programação baseada em placas gráficas para funções de processamento digital de imagens de satélites de Sensoriamento Remoto. A AMS Kepler é responsável pelo desenvolvimento do sistema de software para a estação terrena dos satélites de Sensoriamento Remoto do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. A AMS Kepler é hoje a única empresa do hemisfério sul e da América Latina a desenvolver software dessa natureza. Além de processar dados de satélites estrangeiros, como os da série Landsat, Aqua e Terra, a AMS Kepler desenvolve software para suportar o processamento dos dados transmitidos pelos satélites brasileiros CBERS (sino-brasileiro) 1, 2, 2B e 3 e Amazonia 1 (tecnologia totalmente nacional). Ao longo dos últimos catorze anos, a AMS Kepler desenvolveu o produto MS3 (Multi Satellite Station System), um sistema de processamento de imagens de satélites, que abrange no momento o processamento de imagens de 12 satélites. Em paralelo, como spin-off, a AMS Kepler desenvolveu outros 3 produtos: MS3 Image Visualization, MS3 Image Analysis e MS3 Ortho notification. Algumas funções desses produtos despendem um tempo excessivo, principalmente se considerarmos que eles são responsáveis por processar mais de um milhão de imagens por ano, ou cerca de três mil imagens por dia. O custo de computadores multiprocessados para atender essa demanda é muito alto. Além disso, alguns desses produtos são usados por milhares de clientes espalhados pelo Brasil. A AMS Kepler pretende investir na otimização dos produtos por meio de uso de processamento paralelo baseado em placas gráficas. Nesta primeira fase do projeto, serão selecionadas algumas placas gráficas e kits de desenvolvimento de software para serem usadas nas funções mais críticas desses produtos. A equipe da AMS Kepler já está sendo treinada para uso de linguagem de programação voltada para placa gráfica. Neste momento, o ambiente selecionado foi o CUDA (Compute Unified Device Architecture), que é uma tecnologia GPGPU (General Purpose computing on Graphics Processing Unit) que permite o uso da linguagem C para desenvolver software que use os recursos da GPU (Graphics Processing Unit). (AU)