基于GPU加速的X射線圖像動(dòng)態(tài)增強(qiáng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著生產(chǎn)節(jié)奏的加快，工業(yè)射線檢測(cè)中運(yùn)動(dòng)工件因受外界環(huán)境、設(shè)備等因素的影響，在圖像的生成、傳輸過(guò)程中會(huì)造成圖像質(zhì)量的降低，因而需對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)增強(qiáng)處理。目前，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)系統(tǒng)多是采用DSP、FPGA加速等來(lái)實(shí)現(xiàn)，這不僅增加了成本還使系統(tǒng)受到特定硬件的限制，不易于修改。與此同時(shí)，圖形處理器(GPU)繪制流水線的高速度和并行性以及近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的可編程功能使其在數(shù)字圖像處理的通用計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用有著巨大的潛力。針對(duì)以上情況，本文在不增加特定硬件的

2、條件下來(lái)研究射線圖像的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)。 本文介紹了目前常用的圖像處理硬件加速方法，并對(duì)基于DirectX技術(shù)的GPU加速進(jìn)行了詳細(xì)介紹，借助顯卡中圖形處理器(GPU)較強(qiáng)的運(yùn)算能力，在PC機(jī)上利用DirectX技術(shù)搭建了基于GPU加速的射線圖像處理系統(tǒng)。本系統(tǒng)充分利用圖形硬件的并行架構(gòu)，將圖像以紋理的形式輸入到片元渲染程序，以數(shù)據(jù)流并行的方式在各個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上進(jìn)行同一種運(yùn)算處理，并實(shí)時(shí)輸出結(jié)果。系統(tǒng)中，為進(jìn)一步提高處理速度采用以下快速算法

3、：對(duì)于靜止工件成像，若圖像噪聲干擾較小則采用改進(jìn)的中值濾波方法對(duì)檢測(cè)出的噪聲點(diǎn)進(jìn)行濾波，若圖像噪聲干擾較大則通過(guò)對(duì)射線圖像降質(zhì)過(guò)程的分析，針對(duì)探測(cè)器為線性移變系統(tǒng)的情況，在反濾波信號(hào)恢復(fù)的基礎(chǔ)上利用近似點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的算法對(duì)圖像進(jìn)行優(yōu)化，再用KNN算法對(duì)圖像進(jìn)行濾波；對(duì)于動(dòng)態(tài)工件成像，則要根據(jù)工件移動(dòng)速度、成像系統(tǒng)采集圖像大小等因素進(jìn)行圖像偏移量的估計(jì)，進(jìn)而使用偏移幀疊加進(jìn)行增強(qiáng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)在達(dá)到實(shí)時(shí)效率的同時(shí)保證了結(jié)果的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)