[發明專利]基于GPU的高光譜數據濾波快速計算方法、裝置和系統

在審

• 申請號: 202111165324.7
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114022400A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 莫卓亞;劉元路
• 申請（專利權）人: 廣東弓葉科技有限公司
• 主分類號: G06T5/20
• 分類號: G06T5/20;G06T5/00;G06T1/20
• 代理公司: 東莞市科凱偉成知識產權代理有限公司 44627
• 代理人: 賈培軍

1.一種基于GPU的高光譜數據濾波快速計算方法，包括GPU，其特征在于，包括：

獲取高光譜數據，加載高光譜數據至GPU；

調用核函數，結合SG濾波算法進行數據平滑去噪，執行多線程的并行運算，進行高光譜數據的濾波；

根據并行運算結果，獲得高光譜數據濾波結果。

2.根據權利要求1所述的基于GPU的高光譜數據濾波快速計算方法，其特征在于，所述調用核函數，結合SG濾波算法進行數據平滑去噪，執行多線程的并行運算，進行高光譜數據的濾波的步驟，具體包括：

獲取高光譜圖像數據每個像素維度的光譜曲線的數據，基于SG濾波算法，對于單個光譜曲線里滑動窗口的最小二乘法擬合運算，計算像素為W*H個的高光譜圖像數據，獲取高光譜數據的濾波結果；

調用核函數，進行塊內線程規約，執行多線程并行濾波，并將并行濾波結果傳回至CPU。

3.根據權利要求2所述的基于GPU的高光譜數據濾波快速計算方法，其特征在于，所述調用核函數，進行塊內線程規約，執行多線程并行濾波，并將并行濾波結果傳回至CPU的步驟，包括：

根據高光譜圖像數據，確定核函數要執行的線程數量；

通過調用核函數，配置Grid與Block的參數，使線程為W*H個線程的并行濾波，執行多線程的并行濾波；

獲取并行運算高光譜數據的濾波結果，將該濾波結果返送至CPU。

4.根據權利要求3所述的基于GPU的高光譜數據濾波快速計算方法，其特征在于，所述通過調用核函數，配置Grid與Block的參數，使線程為W*H個線程的并行濾波，執行多線程的并行濾波的步驟，具體包括：

將Grid內的Block設置為三維的參數，其坐標對應設置為(blockIdx.x，blockIdx.y，blockIdx.z)，并基于以下公式七將Grid與高光譜數據相對應匹配，配置對應參數；

將Block內的Thread設置為三維的參數，其坐標對應設置為{threadIdx.x，threadIdx.y，threadIdx.z}，并基于以下公式八將Block與高光譜數據相對應匹配，配置對應參數：

將核函數內的波段索引代入SG濾波算法中，執行并行運算對高光譜數據進行濾波。

5.根據權利要求2所述的基于GPU的高光譜數據濾波快速計算方法，其特征在于，所述獲取光譜曲線的數據，基于SG濾波算法，對于單個光譜曲線里滑動窗口的最小二乘法擬合運算，計算像素為W*H個的高光譜圖像數據，獲取高光譜數據的濾波結果的步驟，具體包括：

根據光譜曲線的數據，選取在光譜曲線上窗口內的多個點；

基于SG濾波算法，對高光譜數據中的光譜曲線中的每一個點進行平滑計算，遍歷曲線后得到一條光滑的光譜曲線。

6.根據權利要求5所述的基于GPU的高光譜數據濾波快速計算方法，其特征在于，所述基于SG濾波算法，對高光譜數據中的光譜曲線中的每一個點進行平滑計算，遍歷曲線后得到一條光滑的光譜曲線的步驟，具體包括：

選取光譜曲線上的五個點，基于以下公式一，對高光譜數據進行平滑計算：

其中，y為反射率，N為曲線上的點。

7.一種基于GPU的高光譜數據濾波快速計算裝置，其特征在于，包括：

高光譜數據加載模塊，獲取高光譜數據，加載高光譜數據至GPU；

并行運算模塊，調用核函數，結合SG濾波算法進行數據平滑去噪，執行多線程的并行運算，進行高光譜數據的濾波；

數據返送模塊，根據并行運算結果，獲得高光譜數據濾波結果。

8.一種基于GPU的高光譜數據濾波快速計算系統，其特征在于，包括高光譜相機和GPU，其中，所述高光譜相機獲取高光譜數據并加載高光譜數據至所述GPU；所述GPU調用核函數，結合SG濾波算法進行數據平滑去噪，執行多線程的并行運算，進行高光譜數據的濾波；并根據并行運算結果，獲得高光譜數據濾波結果。