局部熵差图像分块匹配并行算法

本文围绕局部熵差图像匹配的并行化算法设计,综合运用了折叠求和、"叠加窗口"映射、递推求列和与递推求行和等策略,实现了局部熵差图像分块匹配的并行算法.经模拟实验表明,本文设计的并行算法具有很好的并行效率.     

图象分块平均绝对差匹配并行算法

本文针对图象匹配算法中的乘法运算与差运算的一类并行计算问题 ,设计了一种图象分块平均绝对差匹配并行算法。该算法对于 N× N的参考图像、与处理元阵列大小相同的 M× M的实时图象 (N=BK,K=M,B>1) ,可通过将参考图像分成 B× B个图像块的分块匹配来实现 ,并具有很好的并行效率     

归一化积相关图像匹配算法中的图像分块并行处理方法

对具有良好匹配特性的归一化积相关算法中的相关求和 - ∑∑XY的并行算法进行了较为深入的探讨 ,设计了基于 K元 2立方体网络计算机的图像分块计算 ∑∑XY的并行算法 .对于 N× N的参考图像、M× M的实时图像和K× K的处理元阵列 ( N=BK,K=M,B>1) ,通过将参考图像分成 B× B个图像块就可利用该算法实现归一化积相关图像分块匹配并行算法 .应用实验表明 ,本文设计的并行算法具有很好的并行效率     

一种基于相对熵的图象分割算法

提出了一种基于相对熵的图象分割算法，该算法的主要思想是通过相对熵来选择阈值，现场颗粒物料图象作为一个应用实例，在本文中得到验证，实验结果表明，提出的算法优于基于局部熵的图象分割算法。     

自适应SSDA图像匹配并行算法设计与实现

为了充分利用多核处理器的硬件资源和计算能力来提高图像匹配应用的实时性,通过对自适应阈值SSDA图像匹配算法原理的分析,基于任务分解的多核并行编程模式思想,设计了一种自适应阈值SSDA图像匹配并行算法,并在多核计算机上采用OpenMP模型编程实现该并行算法,同时还进行了相关的代码优化。实验结果表明,优化后的并行算法在保持匹配算法精度的同时大大提高了匹配速度和多核利用率,取得了良好的效果。     

基于相对熵和边缘检测的图象分割算法

利用相对熵选择阈值和检测提出一种图象分割算法。其主要思想是通过相对熵来选择最佳阈值，然后用任何一种边缘检测对图象进行分割。将所提出的算法和基于局部熵的算法分别用于现场颗粒物料图象的分割，实验结果表明，该算法优于基于局部熵的图象分割算法。     

全球(z)双三次数值模式并行算法设计与实现

针对双三次数值天气预报模式进行了并行算法研究。采用一维区域分解算法,借鉴块棋盘划分矩阵转置算法,设计和实现了数据转置通信算法,并采取计算与通信重叠技术减小通信时间对并行效率的影响,最终实现了双三次数值天气预报模式的并行算法,并在机群系统上进行了并行性能测试评估。结果表明,实现的双三次数值预报模式并行算法的并行效率较高,设计实现的数据转置通信算法、计算与通信重叠技术取得了较好的效果。     

基于YHFT-QDSP的并行图像匹配算法

提出一种基于YHFT-QDSP的并行图像匹配算法,采用数据级并行方法实现并行的特征提取和特征点匹配,充分开发了多核处理器的多级并行性。实现和评测了SIFT、SURF、PCA-SIFT的并行算法。实验结果表明,并行图像匹配算法对各种不同图像形变具有良好的适应性,具有接近串行算法的图像匹配能力,平均加速比达3.2。     

并行数据库上的并行CMD－Join算法

并行数据库在多处理机之间的分布方法(简称数据分布方法)对并行数据操作算法的性能影响很大.如果在设计并行数据操作算法时充分利用数据分布方法的特点,可以得到十分有效的并行算法.本文研究如何充分利用数据分布方法的特点,设计并行数据操作算法的问题,提出了基于CMD多维数据分布方法的并行CMD－Join算法.理论分析和实验结果表明,并行CMD－Join算法的效率高于其它并行Join算法.     

网格结构上图象小波变换的并行算法

为提高大图象小波变换的速度,本文设计了一种网格结构上图象小波变换的并行算法,其特点是负载平衡,且通信只在少数几个处理机间进行,通信量小,因而算法效率高。     

一种基于广义互信息的图像配准算法

互信息作为图像配准中的相关度矩阵有着广泛的应用,通常采用的是基于Shannon熵的互信息。采用一个广义的信息熵——Renyi熵,提出了一种基于广义互信息的图像配准方法。在全局搜索阶段,采用q取较小值的Renyi熵,此时,Renyi熵可以消除局部极值,再通过局部优化方法对当前的局部最优解进行局部寻优,以找到全局最优解;在局部优化阶段,使用基于q→1时的Renyi熵的归一化互信息测度作为目标函数。实验结果表明:相对于归一化互信息图像配准算法,基于Renyi熵的互信息配准算法有良好的配准效果,且提高了配准速度。     

医学影像非刚性配准的并行加速及优化

三次B样条函数拟合小形变需要大量控制点,且非刚性配准的迭代算法和归一化互信息计算量巨大,使得非刚性配准缓慢.为了提高配准速度,提出基于B样条函数的二级并行算法,其中对归一化互信息使用数据并行算法;对梯度下降流使用任务并行算法,并将数据并行算法嵌入到任务并行算法中.为减少计算量,提出图像多层次局部熵提取自由形变场活动控制点的算法,使活动控制点仅分布于待配准的目标之上,并使用B样条系数的快速算法进一步减少计算量;对由于控制点分布优化造成的各线程块并行计算量不平衡的问题,使用类似于Greedy算法的计算平衡算法使各线程块的计算量均衡.实验结果表明,使用B样条系数快速算法可以减少约50％的B样条系数计算量;与串行算法相比,使用二级并行算法以及控制点分布优化算法可以达到60～80倍的加速效果;比现有的数据并行配准算法可提速约6倍.     

树状小波局部对比度与图像融合及性能评估

针对红外热成像中目标识别和跟踪的特点,提出了一种基于树状小波变换的局部对比度融合算法,首先采用多尺度树状小波变换的方法对已配准的源图像在相应的能量准则下进行分解,克服了小波变换的移变性;对于分解后的低频子图像采用加权平均的融合规则,对于高频子图像采用局部对比度量测的融合规则,融合图像既保持了源图像的细节信息,又滤去了红外成像中的各类噪声。采用交叉分辨力评价算子量测红外图像中目标与背景的衬比度;通过仿真及基于客观的图像融合评价标准,分别从信息熵、标准差、平均梯度和交叉熵四个参数对图像融合效果进行评估,证明了对于双波段红外辐射图像的融合,提出的融合算法优于小波融合算法、形态学区域分割融合算法。算法尤其适用于红外热成像系统的目标识别和跟踪。     

改进的元启发式优化算法及其在图像分割中的应用

元启发式算法自20世纪60年代提出以后,由于其具有可以有效地减少计算量、提高优化效率等优点而得到了广泛应用.该类算法以模仿自然界中各类运行机制为特点,具有自我调节的特征,解决了诸如梯度法、牛顿法和共轭下降法等这些传统优化算法计算效率低、收敛性差等缺点,在组合优化、生产调度、图像处理等方面均有很好的效果.提出了一种改进的元启发式优化算法——NBAS算法.该算法通过将传统天牛须算法（BAS）离散化得到二进制离散天牛须算法（BBAS）,并与原始天牛须算法进行混合得出.算法平衡了局部与全局搜索,有效地弥补了算法容易陷入局部最优的不足.为了验证NBAS算法的有效性,将NBAS算法与二维K熵算法结合,提出了一种快速、准确的NBAS-K熵图像分割算法.该方法解决了优化图像阈值分割函数的优化算法易陷入局部最优、算法寻优个体数多、设计复杂度高所导致的计算量大、耗时长等问题.NBAS-K熵算法与BAS-K熵算法、BBAS-K熵算法、遗传K熵算法（GA-K熵）、粒子群K熵算法（PSO-K熵）和蚱蜢K熵算法（GOA-K熵）在Berkeley数据集、人工加噪图像以及遥感图像上的实验结果表明,该分割方法不仅具有较好的抗噪性能,而且具有较高的精度和鲁棒性,能够较为有效地实现复杂图像分割.     

基于相似度测量和模糊熵的矿井图像增强方法

为了提高煤矿井下图像的视觉效果,提出一种改进的基于相似度测量的增强算法和模糊熵理论相结合的方法.根据煤矿井下图像的特点,引入模糊熵,建立基于模糊熵测度的判别准则,尽量去除噪声干扰.改进隶属度函数的计算方法,充分提取图像中的分形维特征信息.通过改进对比度变换因子的计算方法,进一步增强图像局部对比度.实验结果表明,处理后的图像不会出现增强过度现象,具有较好地噪声抑制、明暗对比和保持图像细节,是一种有效地矿井图像增强方法.     

离焦模糊图像模糊半径检测的新方法

针对离焦模糊图像盲复原中模糊半径难以快速精确检测的问题,提出了局部熵和直方图统计相结合的算法。首先对模糊图像进行局部熵滤波提取图像的灰度变化信息量,利用Canny边缘算子和Hough变换检测出离焦图像的直线边缘;然后利用相互平行直线边缘区域内的直方图统计特性和Grubbs检验法,定位出阶跃直线边缘求出线扩散函数;最后利用线扩散函数得到模糊半径。实验结果表明所提算法在模糊半径较小时能够精确快速地定位阶跃边缘,从而提高模糊半径的识别精度和识别效率。     

结合局部熵能量泛函与非凸正则项的图像分割

为了克服灰度不均匀对图像分割的影响，结合CV模型的全局能量项和LBF模型的局部能量项，引入图像局部熵信息和非凸正则项，构造新的能量泛函，提出了结合局部熵的局部能量泛函与非凸正则项的图像分割算法。该算法首先采用CV模型中的全局能量泛函得到图像的大致演化轮廓；通过构建具有局部熵信息的局部能量泛函，实现对图像的精确分割。然后，利用非凸正则项作为图像演化过程中零水平集逼近目标的又一驱动力驱动曲线演化和边缘保护。该算法利用变分水平集方法将这一新构建的能量泛函进行最小化，通过迭代更新水平集函数，完成曲线演化。最后，对比实验表明，所提出的算法可以高效、准确地分割灰度不均匀图像。     

基于模糊熵和分形维度的边缘检测算法

当图像中噪声与边缘强度相差不大时,用LFFD算法检测边缘时会扩大噪声。针对该问题,给出一种抗噪声的边缘检测算法(EFFD)。该改进算法通过使用模糊熵来抑制噪声扩大,用分形维度来描述图像的局部特征。通过对不带噪声和带有椒盐噪声的图像的边缘检测,说明EFFD在带噪声的图像中可以抑制噪声扩大,获得较好的边缘特征。