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基于初值传递的并行加速数字图像相关计算方法 

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申请/专利权人:北京卫星制造厂有限公司

摘要:本发明公开了一种基于初值传递的并行加速数字图像相关计算方法,属于非接触式全场变形测量、数字图像相关方法领域,涉及高性能计算领域。本发明的方法对数字图像相关算法进行了并行化设计,将其拆解为测量区域各点的并行处理、与单点迭代优化的并行计算两个并行化层次,以便使用GPU进行处理,再通过“种子点计算——初值传递”的过程完成全区域计算,可以大幅提升三维变形的计算速度。

主权项:1.一种基于初值传递的并行加速数字图像相关计算方法,其特征在于,包括:S1,在被测物表面制造随机散斑,通过数字图像相关系统分别采集已预置随机散斑的被测物体表面加载前的参考图像和加载后的变形图像;S2,在参考图像中选取感兴趣区域ROI,预计算Hessian矩阵、Jacobine矩阵,并将预计算数据传至GPU显存;S3,GPU启动并行计算程序,建立计算状态图,并标记ROI所有点为未计算;在ROI中分布初始种子点,并在状态图中标记为种子点,通过整像素匹配算法并行计算种子点初值;S4,将GPU的并行计算资源划分为若干block线程块和thread线程;其中,thread是执行计算的最小单元,若干thread构成一个block;分配的block数量与ROI点数相同;S5,等待所有block线程块同步;S6,检查block返回情况,判断是否完成ROI全图计算;若所有block均未执行计算直接返回,表明计算完成,转到S10,否则执行下一步;S7,每个block线程块访问一个待计算点,若该点被标记为种子点,执行下一步,否则该block线程块返回S4;S8,以零均值归一化差值平方和函数为相关准则,依据种子点给出的初值,使用反向组合的高斯牛顿法进行迭代并行化计算;迭代完成后,若相关系数ZNSSD大于预定值,标记该点为计算成功,执行下一步,否则,标记该点为计算失败,该block线程块返回S4;S9,若当前点标记为计算成功,标记当前点邻域未计算点为种子点,并计算该邻域点的初值;block线程块返回S4;S10,利用数字图像相关匹配计算结果对ROI所有像素进行三维重构,取得三维变形数据。

全文数据:

权利要求:

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