基于hybrid编程模型的图像拼接关键技术的并行研究

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2、图像拼接关键技术的并行研究》，是本人在导师指导下，在曲阜师范大学攻读博±口／硕学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除注明部分外不包含他人己经发表或撰写的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确的方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担＊。（、。作者签名：嫉古§１期；旅辛＾日曲阜师范大学研究生学位论文使用授权书＂＂＂＂（根据学位论文类型相应地在□划Ｖ）《基于Ｈｙｂｒｉｄ编程模型的图像拼接关键技术的并行研究》系本人在曲阜＜师范大学攻读博±口／硕±访学位期间，在导师指导下完成的博±

3、口／硕±材学。的研究成果位论文本论文归曲阜师范大学所有，本论文的研究内容不得其他单位的名义发表。本人完全了解曲阜师范大学关于保存、使用学位论文，版本，允许论的规定同意学校保口送交论文的印件和电子留并向有关部复。，文被查阅和借阅本人授权曲阜师范大学可Ｗ采用影印或其他复制手段保，可公开发表论文的全部或部分。存论文内容：期０１作者签名；文曰寺杳讀名导师签名：期日摘要摘要宽视角且超分辨率的图像能够为许多科研领域提供更为精确的实验数据，但是受到图像采集设备的限制以及成像技术不成熟而无法获取满意的结果，因此图像拼接成为解决这一技

4、术难题的有效途径。然而传统串行的图像拼接技术只能在单台计算机上运行，受限于计算机自身性能，所耗费的时间会随着待拼接图像的质量和数量迅速增大，其获得的图像即便满足研究要求也会丧失图像数据原有的时效性。论文正是基于以上情况，主要研究SMP集群上MPI与OpenMP混合并行计算的方法实现图像拼接的并行化，以达到提高图像拼接速度的目的。论文主要研究内容如下：首先，论文介绍了多核集群的并行技术与MPI/OpenMP并行编程模型，详细介绍了MPI与OpenMP并行编程模型的特点以及程序实现方式。论文介绍了图像拼接的步骤以及用到一些技术，接着详细分析了以SIFT算

5、法为核心的特征点的提取与匹配过程，并提出以SIFT算法为基础的图像拼接算法的并行化设计方案。其次，根据SIFT特征点提取的局部性原理，采用数据并行的方式实现算法改进。结合SMP集群的层次化存储的特点，进而提出层次的图像划分策略，在节点间与节点内采用不同的图像划分方式，实现MPI与OpenMP相应粒度的数据分配。提出SIFT特征点提取与匹配的同步并行方案，特征点在提取之后不必汇集到主节点进行匹配，而是在各个子节点完成匹配之后，才将特征点匹配的结果发送到主节点完成图像的配准与融合。在数据汇集阶段，算法实现了特征点数据传递的简化与并行接收。最后论文基于Hy

6、brid编程模型实现了图像拼接的并行算法，将曙光TC5000作为并行环境，通过在集群上进行的并行与串行实验的对比，得到实验结果数据并进行详细分析。根据实验结果分析得出结论，基于Hybrid编程模型实现的图像拼接并行化实现大大提高了图像拼接的速度，图像拼接效果与串行算法实现的结果一致。关键词：Hybrid编程模型，MPI/OpenMP，图像拼接，SIFT算法IAbstractAbstractWideviewingangleandsuper-resolutionimageprovidemoreaccurateexperimentaldatainmanyf

7、ieldsofscientificresearch,butthelimitsofimageacquisitiondeviceandtheimmatureofimagingtechnologycannotobtainsatisfactoryresults,sotheimagemosaicbecomeaneffectivewayofsolvingthetechnologyproblem.However,thetraditionalimagemosaiccanonlyrunonasinglecomputer,anditsperformanceislimit

8、edbythecomputeritself.Thetimeofmosaicimagesspentwillbe