[發明專利]基于塊匹配的圖像降噪并行算法

有效

• 申請號: 201710928330.0
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107730464B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 尹皓;劉東權
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T1/20
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王蕓;熊曉果

本發明涉及圖像處理領域，特別涉及一種基于塊匹配的圖像降噪并行算法。本發明提供的算法，根據相鄰參考圖塊尋找相似圖塊時存在大量重復計算的特性，將同一行的參考圖塊分配為多個組別，以不同線程塊分別處理，在各個線程塊中，將各個參考圖塊的搜索鄰域范圍劃分入多個線程組，并在各線程組中同時進行對應參考圖塊與相應組鄰域范圍內相鄰圖塊的相似度計算；從而避免了重復計算，大幅度的加快了算法的實現時間。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，特別涉及一種基于塊匹配的圖像降噪并行算法。

背景技術

現有的基于塊匹配的圖像降噪算法主要包含如下步驟：根據參考圖塊的大小確定圖像中有效的參考圖塊的范圍，根據相似圖塊搜索窗口的大小n，計算每一個參考圖塊與其鄰域圖塊的距離，根據閾值T1和相似圖塊的最大個數N為每一個參考圖塊構建3-D相似圖塊棧，默認包含參考圖塊；對每個參考圖塊的所有相似圖塊棧做2-D FFT正變換；再對相似圖塊中的每一個點做16點1-D復數FFT正變換，進行硬閾值處理，變換域系數小于閾值的置為0，然后做1-D復數FFT逆變換；對參考圖塊的所有相似圖塊棧做2-D FFT逆變換；把3-D相似圖塊棧中的每一個圖塊還原到圖像上對應的位置，因為圖塊間有重疊，所以需要對每個像素點的值進行加權累加，同時記錄下圖像中每個像素點的權重；最后一步對所有像素點進行加權平均得到最終的降噪圖像。在采用傳統方式應用基于塊匹配的圖像降噪算法時，需要對每個參考塊到鄰域圖塊的距離依次進行計算，這種計算方式不僅耗費時間長，而且由于各個參考圖塊本身是部分重疊圖塊，因此不同參考圖塊先后進行計算時，不可避免的出現對同一像素點進行重復計算的問題，造成資源浪費。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術應用基于塊匹配的圖像降噪算法時，由于依次對每個參考圖塊進行計算，從而造成計算時間長，且存在同一像素點重復計算的問題，提供一種并行的基于塊匹配的圖像降噪算法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種基于塊匹配的圖像降噪并行算法，包含如下步驟：

在為每個參考圖塊確定相似圖塊的步驟中，確定待處理圖像像素大小width×height，其中，width表示待處理圖像x方向上像素，height表示待處理圖像y方向上像素；確定待處理圖像參考圖塊圖塊大小k×k和步長p；確定待處理圖像x方向上每行參考圖塊數量y方向上每列的參考圖塊數量

以行為基準，將同一行的參考圖塊分配入多個線程塊進行處理，各個線程塊負責處理的參考圖塊不重復；

每個線程塊包含N_warp個線程組；每個線程組包含N_thread個線程，每個線程塊負責N_patch個參考圖塊的處理；N_warp、N_thread均為1以上自然數，N_patch≤N_thread；即，每個線程塊負責N_patch個參考圖塊包含的k行，(N_patch-1)×p+k列范圍的圖像數據的相似度計算；