圖像處理算法分析及其并行模式研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像在人們的日常生活和工作中扮演著越來(lái)越重要的角色。圖像能給人們以直觀而具體的物體形象，是人類認(rèn)識(shí)世界的重要信息來(lái)源。如今，圖像已成為多媒體中最為重要的數(shù)據(jù)類型。由于圖像信息豐富、數(shù)據(jù)量大，因此，為滿足實(shí)際應(yīng)用需要，有必要對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，而圖像數(shù)據(jù)中存在著大量的冗余信息，包括統(tǒng)計(jì)冗余、結(jié)構(gòu)冗余以及視覺(jué)冗余等，所以為壓縮提供了可能。目前已發(fā)展成為專門(mén)的研究領(lǐng)域，即圖像壓縮。常見(jiàn)的圖像壓縮編碼方法

2、有：統(tǒng)計(jì)編碼，預(yù)測(cè)編碼，變換編碼、矢量量化編碼，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編碼，分形編碼等。 計(jì)算機(jī)單機(jī)技術(shù)發(fā)展的有限性和科學(xué)工程計(jì)算需求的無(wú)限性之間的矛盾決定了計(jì)算機(jī)發(fā)展必然走上多機(jī)并行的道路。這就導(dǎo)致了并行計(jì)算將成為未來(lái)主流計(jì)算模式，并行處理技術(shù)的發(fā)展將成為未來(lái)國(guó)防建設(shè)、國(guó)家科技發(fā)展的主要推動(dòng)力量。相應(yīng)地，這種對(duì)工程計(jì)算能力與日俱增的需求也是促使并行處理技術(shù)在近二十年來(lái)得到蓬勃發(fā)展的主要源動(dòng)力。目前通用的消息傳遞環(huán)境有Express，P4，P

3、VM和MPI等幾種。其中MPI(消息傳遞接口)是目前最重要的編程工具，它具有可移植性好、功能強(qiáng)大、效率高等多種優(yōu)點(diǎn)。 在圖像處理中，用最少的時(shí)間開(kāi)銷和最小的空間開(kāi)銷傳輸、處理多媒體信息是一個(gè)難題也是圖像處理的關(guān)鍵所在。提高通信帶寬可以加速數(shù)據(jù)的傳輸，增加存儲(chǔ)器可以提供更大的存儲(chǔ)容量，但這些都不能真正滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。這就需要高壓縮比的圖像壓縮算法，但目前高壓縮比的圖像壓縮算法往往十分耗時(shí)，高壓縮比的獲得是以大量的計(jì)算時(shí)間為代價(jià)

4、的。因此，在獲得圖像信號(hào)高壓縮比的同時(shí)，必須研究合適的圖像壓縮的并行算法，以提高計(jì)算速度，滿足各種系統(tǒng)的實(shí)時(shí)要求。 本文以網(wǎng)絡(luò)并行計(jì)算技術(shù)為主要研究對(duì)象，重點(diǎn)研究了并行算法及其在圖像處理中的應(yīng)用。本文概述了并行處理技術(shù)和圖像壓縮技術(shù)；并詳述了并行算法、圖像處理算法的基本概念和模型；著重討論了網(wǎng)絡(luò)并行LogP模型及并行計(jì)算的開(kāi)發(fā)環(huán)境；并進(jìn)行了FFT并行編碼算法、小波并行編碼算法，中值濾波，圖像二值化等圖像處理的并行算法的設(shè)計(jì)與分析