GPU加速的二值图连通域标记并行算法

结合NVIDIA公司统一计算设备架构(CUDA)下的图形处理器(GPU)并行结构和硬件特点,提出了一种新的二值图像连通域标记并行算法,高速有效地标识出了二值图的连通域位置及大小,大幅缩减了标记时间耗费。该算法通过搜索邻域内最小标号值的像素点对连通域进行标记,各像素点处理顺序不分先后并且不相互依赖,因此可以并行执行。算法效率不受连通域形状及数量的影响,具有很好的鲁棒性。实验结果表明,该并行算法充分发挥了GPU并行处理能力,在处理高分辨率与多连通域图像时效率为一般CPU标记算法的300倍,比OpenCV的优化函数(CPU)效率高近17倍。     

基于递归的二值图像连通域像素标记算法

在研究以前二值图像连通算法的基础上，提出了一种基于递归方法的二值图像连通域像素标记算法。通过对二值图像的扫描和分析可得到二值图像中的连通域划分和连通域的数目。算法主要包括两个步骤：对输入的二值图像进行一次扫描，得到所有目标像素的连通域划分和标记的等价对表；利用递归对等价对表进行分析，得到正确的连通标记划分和连通区域数目。实验结果表明，该算法对于任意复杂形状、任意数目(小于1 000)的连通区域都能正确检测。     

基于连通域标记的原油乳状液粒径检测算法

检测原油乳状液液滴粒径、观测粒径分布在石油化工过程系统工程中有着非常重要的作用.探讨了现有粒径检测方法,提出基于连通域标记的原油乳状液粒径检测算法.通过图像滤波和二值化操作,对原油乳状液图像进行预处理后,经过连通域标记和等价标记替换处理,获得原油乳状液粒径显微已标记图像,分析已标记图像中的连通域,计算液滴个数和粒径大小,统计液滴粒径分布.在实际图像上的实验结果表明,该算法可以顺利完成原油乳状液内液滴粒径计算和统计,且较现有算法准确率高、占用内存空间小.     

基于快速连通域标记的车牌字符分割

对车牌图像的二值图进行连通域提取可以解决倾斜带来的问题.提出了一种基于快速连通域标记的字符分割方法.先用改进的Otsu法对车牌图像进行二值化分割,之后基于快速连通域标记算法进行连通域标记,最后对各个连通域进行后续处理提取出全部车牌字符连通域.实验表明,改进的快速连通域标记算法克服了倾斜问题,而且有效地提高了连通域提取的速度,获得较好的字符分割的鲁棒性和实时性.     

基于地址-事件表示的高速二值连通域标记方法

为提高二值连通域标记的速度,将地址-事件表示AER（Address Event Representation）思想引入到二值图像处理,提出了一种基于事件对等价标号的二值连通域标记方法。该算法无需多次遍历图像中的背景点和冗余目标点,首先将待标记的连通域以AER“事件对”的方式编码保存,通过“事件对”的遍历生成临时标号和等价标记表;然后根据等价表修改临时标号;完成标号映射后最终实现连通域标记。整个算法只处理极低冗余的事件信息,避免了对全图像素的重复扫描与处理。实验结果表明,图像以AER“事件对”方式存储,数据量仅为全帧图像的10%~35%,有较高的压缩比;且该算法速度快,可达到了传统基于等价标号算法的1.5~8倍。     

一种并行二值图像连通域标记算法

连通域标记算法在CPU运行效率比较有限,这也是连通域标记算法处理图像的症结所在,针对这一问题,提出了一种并行二值图像连通域标记算法.从二值图像处理问题的可并行化出发,根据GPU并行计算的特点设计出了一种图像预处理、溯源(伪溯源)、伪溯源处理三个步骤的并行标记算法,采用硬件支持的多个线程并行执行处理的方式来提升算法的效率并实现了该算法,实验结果表明该算法相对CPU单线程处理算法效率具有明显提升,也更具有鲁棒性,尤其是图像像素不断增多后,效率更加明显.     

利用游程集合的标号传播实现快速连通域标记

为了实现对图像的快速连通域标记,提出一种基于传播游程集合标号的二值图像连通域标记算法.该算法仅对每个由一系列相邻行中的连通游程所构成的游程集合(称为向下连通分支)而非游程分配临时标号,利用一个位置映射表一次性建立向下连通分支中所有游程与其共同临时标号之间的位置关联,将所有向下连通分支的标号构成一个规模很小的具有树形结构的等价信息表;再使等价信息直接在部分路径中传播,并通过最后一次标号表扫描将所有临时标号转换为代表标号.实验结果表明,文中算法原理和实现简单,且由于具有处理的等价信息量小、对向下连通分支内的游程标记操作少,以及在连通分支合并时无需计算最小标号等特点,使其速度快于现有算法.     

一种遥感二值图像目标区域分割的新方法

基于线段扫描法进行二值图像连通域分割时,对数据量较多且形状复杂的遥感二值图像,容易使邻接表存储大量的等价对信息,即浪费存储空间也不利于算法合并处理。针对这一不足,提出了一种基于线段的快速标号算法,采用“双表”实时记录和修正等价标号,很好地解决了标记冲突的问题。经模拟数据和真实遥感二值图像验证表明,该算法比传统算法在处理效率上有显著提高,具有较好的应用价值。     

一种新的二值图像连通区域准确标记算法

在分析已有区域标记算法的基础上,提出了一种新的二值图像连通区域准确标记算法。顺序扫描和标记二值图像的各个像素点,准确判断标记过程中出现的标记冲突,并建立标记冲突的模型,在算法中增加回溯扫描算法,消除标记冲突引起的标记误差。实验证明该算法可以准确标记出各种形状的连通区域,和已有算法相比扫描重复率低、运行准确、速度快,具有很好的应用前景。     

一种二值图像连通区域标记的新方法

二值图像连通区域的检测和标记在图像分析中是十分重要的步骤,高效的连通区域标记算法能大大提高图像处理速度。针对此,提出一种新的基于游程编码的连通体标记算法。扫描图像,记录所有的游程编码并将等价对添加到等价对链表中。通过递归方法对等价对链表进行分析,得到旧标记和新标记之间的映射关系,并修正得到的游程编码标记。与几种传统方法和两组改进方法的对照实验表明该算法是更高效的。