基于CUDA的二值圖像連通域快速標記算法改進研究.pdf

1、二值圖像連通域標記是指將二值圖像中通過給定規(guī)則相互連接的像素附上同樣的標記，而相互不連接的像素附上不同標記的處理過程。二值圖像連通域標記在機器人視覺，人臉識別等相關領域有著重要的應用。二值圖像連通域快速標記算法是在CPU(Central Processing Unit)上進行一次光柵掃描標記后采用集合合并方式處理等價類的一種算法，該算法在以CPU為處理核心的算法中是效率最高和最具魯棒性的算法。但是與其他現(xiàn)有標記算法相比該算法的效率和性能

2、提升幅度比較有限。本文以并行處理為出發(fā)點，設計和實現(xiàn)了一種并行的二值圖像連通域標記算法來提高二值圖像連通域標記問題的處理效率。
　　GPU(Graphic Processing Unit)是顯卡的“心臟”，由于現(xiàn)代計算機對圖像處理要求越來越高，特別是計算機系統(tǒng)對于2D和3D圖像的實時處理主要依賴于GPU的圖像處理能力。當前可編程GPU具有卓越的計算功率和非常高的存儲器帶寬，可以被認為是一種高度并行化、多線程和多核的處理器。CUDA

3、(Compute Unified Device Architecture)是NVIDIA公司提出的一種新的實現(xiàn)GPU通用計算的軟硬件架構。通過CUDA架構編程人員可方便的使用類似C語言的代碼啟動大量的GPU線程實現(xiàn)并行工作。本文所設計的算法以CUDA架構為基礎，并以CUDA C為編程語言，實現(xiàn)二值圖像連通域標記問題的并行處理。
　　通過二值圖像連通域標記問題的可并行化分析，設計出了一種完全基于GPU內(nèi)核多線程并行運行的二值圖像連通

4、域標記算法。該算法的輸入為PBM(Portable Bitmap Image)格式二值圖像文件，經(jīng)過I/O(Input/Output)初始化后將二值圖像文件格式化為由4個特定位置像素為一最小連接體，以最小連接體為元素的矩陣描述原始圖像。通過對圖像描述矩陣進行初次標記，一次和反推標記和循環(huán)等價標記三個完全并行步驟后實現(xiàn)了對二值圖像連通域標記問題的處理。該算法最終輸出為對應的標記值矩陣和連通域數(shù)目。
　　在算法設計基礎上編程實現(xiàn)了二值