基于异构平台的图像中值滤波的OpenCL加速算法

作     者：肖诗洋 王镭 杜莹 肖汉 XIAO Shiyang;WANG Lei;DU Ying;XIAO Han

作者机构：东南大学土木工程学院江苏南京211189 郑州师范学院信息科学与技术学院河南郑州450044 郑州师范学院地理与旅游学院河南郑州450044 

出 版 物：《河北大学学报（自然科学版）》 (Journal of Hebei University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年第44卷第1期

页      面：92-103页

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61250007,61572444) 河南省高等学校重点科研项目(22A520049) 

主　　题：中值滤波 椒盐噪声 图形处理器 开放式计算语言 并行算法 

摘      要：图像噪声降低了图像信噪比和质量,去噪是图像处理工作的重要环节之一.本文提出了一种基于开放式计算语言(OpenCL)架构的图像中值滤波快速降噪并行算法.介绍了OpenCL体系结构特点和中值滤波处理流程.根据图形处理器(GPU)的并发结构特点,对图像中值滤波功能模块进行了并行优化,降低了算法复杂度.通过充分激活NDRange索引空间中的工作组和工作项来提高数据访问效率,优化内核工作组配置参数,实现了中值滤波器的并行处理.实验结果表明,在图像质量保持不变的情况下,与基于CPU的串行算法、基于开放多处理(OpenMP)并行算法和基于统一计算设备架构(CUDA)并行算法性能相比,图像中值滤波并行算法在OpenCL架构下NVIDIA GPU计算平台上分别获得了29.74、17.29、1.15倍的加速比.验证了算法的有效性和平台的可移植性,基本满足应用的实时性处理要求.