图像去雾算法研究及其异构并行实现.pdf

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1、硕士学位论文图像去雾算法研究及其异构并行实现RESEARCHONIMAGEDEHAZINGALGORITHMANDHETEROGENEOUSPARALLELIMPLEMENTATION徐洋哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN911.73学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文图像去雾算法研究及其异构并行实现硕士研究生：徐洋导师：任广辉教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInd

2、ex:TN911.73U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONIMAGEDEHAZINGALGORITHMANDHETEROGENEOUSPARALLELIMPLEMENTATIONCandidate：XuYangSupervisor：Prof.RenGuanghuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InformationandCommunicationEngi

3、neeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在雾霾天气条件下，图像的能见度会随着雾霾的严重程度而大大降低，同时也会导致细节丢失严重和对比度严重不足，因此对雾天图像的增强在视频监控、交通出行、航天航空等方面具有至关重要的意义。针对目前对雾霾的去除效果较好

4、的算法，应用于实际产品中往往受限于处理速度、功耗及开发周期，具有并行计算能力的基于异构系统的计算平台应运而生，不同类型的异构计算平台在不同的方面具有很大的优势。基于以上背景，本文主要研究的是雾天图像的增强算法及其异构并行实现。首先，研究了目前典型的雾天图像处理算法，包括直方图均衡、Retinex理论及暗通道的雾天图像增强算法，对各种雾天图像处理算法进行仿真，分析不同算法的处理结果，及各种算法的并行性，并对基于暗通道理论的雾天图像增强算法的不足从性能和计算量两个角度进行优化，从主观上对图像的观察和客观的数据计算两种角度对优化

5、算法和其他算法进行分析。其次，研究了异构并行计算相关内容，深入研究异构并行计算平台的搭建，主要是CPU+GPU和CPU+FPGA两种异构平台，结合NVIDIA帕斯卡架构及AMD的GCN架构对基于GPU的异构并行计算进行分析，结合IntelFPGA架构对基于FPGA的异构并行计算进行分析，对比CPU、GPU和FPGA三种处理设备的计算方式，并研究用于进行异构并行计算编程的OpenCL模型，主要研究OpenCL异构并行计算架构中四种模型。最后，对暗通道去雾算法进行并行化，在理想情况下从理论上对并行算法和串行算法各个过程的计算量

6、进行分析，给出分析结果；搭建CPU+GPU异构并行计算平台，设计主机端控制程序及OpenCL图像去雾算法程序，研究基于该平台的OpenCL的程序优化方法；搭建CPU+FPGA异构并行计算平台，设计主机端控制程序及OpenCL图像去雾算法程序，研究基于该平台的OpenCL的程序优化方法；从处理结果和处理速度两个方面对CPU、CPU+GPU和CPU+FPGA三种平台的处理结果进行对比，并分析处理结果不同的原因。实验结果表明，处理后的图像，性能损失可以忽略不计，GPU平台的处理速度提高很大，FPGA平台处理速度有所提高。关键词：

7、图像去雾；暗通道；并行计算；OpenCL哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractDuringthesmoggyweather,thedecreasingofthevisibilityoftheimagewillbeseverelyreducedwiththeseverityofthesmog.Meanwhile,thesmogandfogwillleadthelostofthedetailsandtheinsufficientofthecontrastrateoftheimage.Thus,forvideosurve

8、illance,trafficsystem,aircraftandspacecraft,itisimportanttoimprovethequalityoftheimageduringthesmoggyweather.However,thealgorithmsthatcanremovethesmogan