基于GPU并行计算的图像二值化研究【文献综述】

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1、毕业论文文献综述计算机科学与技术基于GPU并行计算的图像二值化研究引言:图像是当今社会运用的越来越多的元素之一，不过是动画还是静态的图片都是图像的动静呈现，所以对图像的处理也就越来越得到人们的关注。图像重要性，图像处理就是在图像中得到可靠的信息。而图像的二值化处理也是当今正盛行的一种图像的处理方法，它把图像原始化，使得数据更加简单的表现。本毕业设计是GPU与二值化的并行运算，这无疑就是一种加速算法，也就是讲在二值化处理本来就跟快的基础上，能够更快的读取图像中的信息，得到我们想要的数据。而现在最常用的一种加速算法就是CUDA算法，他的并行

2、运算可以使得二值化运算提高几十倍，在图像处理中是一个很庞大的数据。CUDA的并行运算在处理小图像时并不能很明显的突出速度，但是当遇到有大量的图像需要处理，而且图像又很大的情况下，这种并行运算可以节省很多时间。1图像处理简介1.1图像处理的概念图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。图像处理技术的主要内容包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。常见的处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图像分析

3、等。图像处理一般指数字图像处理。虽然某些处理也可以用光学方法或模拟技术实现，但它们远不及数字图像处理那样灵活和方便，因而数字图像处理成为图像处理的主要方面。1.2图像二值化技术的简介首先，图像的二值化有利于图像的进一步处理，使图像变得简单，而且数据量减小，能凸显出感兴趣的目标的轮廓。其次，要进行二值图像的处理与分析，首先要把灰度图像二值化，得到二值化图像。所有灰度大于或等于阀值的像素被判定为属于特定物体，其灰度值为255表示，否则这些像素点被排除在物体区域以外，灰度值为0，表示背景或者例外的物体区域。二值图像形态学是依据数学形态学的集合

4、论方法发展起来的针对二值图像的处理方法。其主要内容是设计一整套的运算、概念和方法，用以表述图像的基本特征。二值图像形态学的运算以腐蚀和膨胀两种基本运算为基础，引出了其它几个常用的数学形态学运算，最常用的运算有腐蚀、膨胀、开运算、闭运算，它们是全部形态学的基础。用这些运算及其组合可以进行图像形态和结构的分析及处理[1]。图像二值化的基本算法步骤是找出阈值th，然后按照公式1完成图像的二值化。（1）2图像二值化处理的方法2.1二值化方法简介采用闽值确定边界的最简单做法是在整个图像中使用单一灰度闽值T。如果背景的灰度值在整幅图像中可以大致地看

5、作恒定，而且所有物体与背景都具有几乎相同的对度，那么，只要选择了正确的闭值，使用一个固定的全局闽值一般效果会比较好。全局阐值二值化方法是根据图像的直方图或灰度空间的分布确定一个闽值，并根据该阐值实现灰度图像的二值化。全局阐值方法的优点在于算法简单，对于目标和背景明显分离、释放图分布呈双峰的图像效果良好，但输入图像量化噪声或不均匀光照等情况抵抗能力差。全局阐值分割方法在图像处理中应用比较多，它在整幅图像内采用固定的闽值分割图像。经典的闽值选取以灰度直方图为处理对象。根据闭值选择方法的不同，可以分为模态方法、迭代式闭值选择等方法。这些方法都

6、是以图像的直方图为研究对象来确定分割的闽值的。另外还有类间方差闽值分割法、二维最大嫡分割法、模糊闽值分割法、共生矩阵分割法、区域生长法等等[6]。2.2全局二值化采用闽值确定边界的最简单做法是在整个图像中使用单一灰度闽值T。如果背景的灰度值在整幅图像中可以大致地看作恒定，而且所有物体与背景都具有几乎相同的对度，那么，只要选择了正确的闭值，使用一个固定的全局闽值一般效果会比较好。全局阐值二值化方法是根据图像的直方图或灰度空间的分布确定一个闽值，并根据该阐值实现灰度图像的二值化。全局阐值方法的优点在于算法简单，对于目标和背景明显分离、释放图

7、分布呈双峰的图像效果良好，但输入图像量化噪声或不均匀光照等情况抵抗能力差。全局阐值分割方法在图像处理中应用比较多，它在整幅图像内采用固定的闽值分割图像。经典的闽值选取以灰度直方图为处理对象。根据闭值选择方法的不同，可以分为模态方法、迭代式闭值选择等方法。这些方法都是以图像的直方图为研究对象来确定分割的闽值的。另外还有类间方差闽值分割法、二维最大嫡分割法、模糊闽值分割法、共生矩阵分割法、区域生长法等等。2.3局部二值化局部闽值法是将原始图像划分为较小的图像，并对每个子图像选取相应的闽值，是由像素灰度值和像素周围点局部灰度特性来确定像素的闭

8、值的，在闽值分割后，相邻子图像之间的边界处可能产生灰度级的不连续性、容易出现伪造影现象等，因此需用平滑技术进行排除。非均匀光照条件等情况虽然影响整体图像的灰度分布却不影响局部的图像性质。局部闭值法的方法有灰