[发明专利]一种二值图像中值滤波的快速计算方法以及其实现方法

说明书

本发明公开了一种二值图像中值滤波的快速计算方法以及其实现方法，计算方法包括：读取图像二值化后获得的图像数据；将读取的图像数据，压缩存放到一个整数数组中；遍历图像中的每个像素点；判断像素邻域内1的数量是否大于像素邻域内像素总数的一半，如果大于总数的一半，该像素就置为1，否则置为0；对二值图像的所有像素点计算完成后，滤波完成。本发明的快速计算方法以及其实现方法，将二值输入图像压缩存放到32位整数数组中的方式，遍历图像中的每个像素点，具有可提高二值图像的中值滤波计算速度、提高数据重用时的数据吞吐率、很容易在GPU上并行实现等优点。

技术领域

本发明涉及一种图像处理方法，尤其是一种二值图像中值滤波的快速计算方法以及其实现方法。

背景技术

中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。

二值图像（Binary Image）是指将图像上的每一个像素只有两种可能的取值或灰度等级状态，人们经常用黑白、BW、单色图像表示二值图像。二值图像是指在图像中，灰度等级只有两种，也就是说，图像中的任何像素不是0就是1，再无其他过渡的灰度值。

中值滤波常用于数字图像的降噪处理，在去除图像噪点的同时还能很好的保留图像的边缘信息，所以应用非常广泛。中值滤波器是非线性滤波器，它将每一像素点的灰度值设置为该点某邻域窗口内的所有像素点灰度值的中值。中值滤波器非常容易并行计算，但由于需要做大量的排序计算，计算量巨大，所以计算速度很慢。

二值中值滤波（即二值图像的中值滤波）是一种很特殊的中值滤波。二值中值滤波的输入是二值图像，也就是像素的灰度值只有0和1两种。这通常是先设定灰度的上下阈值，用上下阈值范围来设定像素的二值，来完成图像的二值化。二值中值滤波不需要复杂的排序计算，只需要统计像素领域窗口中像素值为1的个数；然后跟像素邻域窗口中像素总数的一半比较，如果1的个数大于邻域像素总数的一半，像素的值就置为1，否则就置为0。这种滤波方法，假设滤波半径为R，则二值中值滤波过程中的读取数据次数从(2*R+1)³，加法次数从(2*R+1)³降为（2×r+1) ²，即（2×r+1)的二次方。

二值中值滤波的总计算量虽然大大下降，但现有的常规具体算法中，都还是逐像素统计邻域窗口中1的个数，所以在计算方法上还是有很大提高的空间，特别是在支持CUDA（Compute Unified Device Architecture，统一计算设备架构）的GPU（GraphicsProcessing Unit，图形处理器）上，仍然需要一个适合GPU的快速的计算方法。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种二值图像中值滤波的快速计算方法以及其实现方法，以提高二值图像的中值滤波计算速度。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

一种二值图像中值滤波的快速计算方法，包括如下步骤：

步骤1: 读取图像二值化后获得的图像数据；

步骤2: 将步骤1中读取的图像数据，压缩存放到一个整数数组中；每个32位数存放32个二值像素点；