基于openmp加速的非局域正则化去噪算法的并行研究

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2、，如若委＾险＂—葬肉＿；肥遽庭，；ParallelResearchonNonLocalRegularizationDenoisingAlgorithmBasedonOpenMPAccelerationADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByZhangXimeiSupervisor:A.P.Ya

3、ngWeiMay,2016关于学位论文独创声明和学术诚信承巧本人向河南大学提出硕去学位申请。本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的，对所研究的课题有新的见解。据我所知，除文中特别加＾说明、标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育一、科研机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。在此本人郑重承诺：所呈交的学位论文不存在舞弊作伪行为，文责自负。学位申请人（学位论

4、文作者）签名：张養碼２０１《年女月？０曰关于学位论文著作权使用授权书本人经河南大学审核批准授予硕去学位。作为学位论文的作者，本人完全了解并同意河南大学有关保留、使用学位论文的要求，即河南大学有权向国家图书馆、科研信怎机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文（纸质文本和电子文本）Ｗ供公众检索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校学术发展和进行学术交流等目的，可ｋ乂采取影印、缩印、担描和拷贝等复制手段保存、汇编学位论文（纸质文本和电子文本）。（渉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书）

5、张／学位获得者：％（学位论文作者）签名每位论文２０１（年列？〇曰学指导教师签名：２０１（年ｒ月曰摘要随着科学技术的进步和发展，图像应用涵盖社会生活的各个方面，图像处理技术也不断完善。但是，图像在生成、传输过程中无法避免会受到成像设备和内外环境的影响而渗入噪声，造成图像模糊，质量下降。面对被噪声污染的图像，去噪成为图像处理领域重要的研究课题。从早期的基于空域和频域的去噪算法发展到目前的基于非局域的去噪算法，去噪效果愈来愈好。特别是非局域均值去噪算法、加权核范数最小化去噪算法、基于局部像素分组的主成分分析去噪算

6、法等非局域去噪算法的出现，展示出非局域正则化去噪算法强大的去噪能力。但是，非局域正则化去噪算法在算法设计上存在大量的嵌套循环导致算法运算量大，复杂度高，因此去噪的速度很慢。针对这一问题，本文提出一种基于OpenMP的并行加速方法，对非局域正则化去噪算法进行改进，旨在缩短原算法的运行时间。主要的研究内容有：(1)本文阐述图像去噪的相关技术，包括峰值信噪比，结构相似性以及去噪中常用到的奇异值分解和特征值分解等算法。分析图像去噪领域中具有代表性的非局域正则化去噪算法和算法中存在的问题，并由此引入OpenMP并行编程技术，介绍了Ope

7、nMP相关技术和并行方法。(2)提出一种基于OpenMP加速的非局域正则化去噪算法，解决了原算法运行时间长，去噪速度慢的问题。该算法使用并行策略对原算法中存在大量嵌套循环的关键功能进行改进，用并行计算代替串行运算，充分利用本地计算机的计算资源，缩短运行时间。实验表明该方法在保证去噪效果的同时，算法的运行时间相比原算法有了大幅度的缩减。综上所述，本文以非局域正则化去噪算法存在的问题为着眼点，引入OpenMP的并行模式对算法进行加速。通过对算法中的关键功能，如块匹配算法和矩阵分解算法进行并行改进，大大缩短了算法的运行时间、提高了算

8、法的运行效率。关键词：图像去噪，OpenMP，非局域去噪算法，并行IAbstractWiththedevelopmentandprogressofscienceandtechnology,imageapplicationcoversallaspectsofsociallife