[发明专利]基于OpenCL标准的快速全变分图像去噪方法

权利要求书

1.一种基于OpenCL标准的快速全变分图像去噪方法，包括：

(1)将原始图像数据读入到主机内存中，再将其传递到GPU的全局内存中；

(2)将GPU的全局内存数据读入到GPU的私有内存中，并分块读入到GPU的局部内存中；

(3)初始化最大迭代次数N＝50、空间步长λ＝1、时间步长Δt＝0.25和扩散项W＝0；

(4)将当前迭代次数下GPU局部内存中的图像数据读入到GPU私有内存中，分别计算当前第n次迭代下图像fⁿ的一阶和二阶梯度，包括：关于x方向的一阶梯度关于y方向的一阶梯度关于x方向的二阶梯度关于y方向的二阶梯度和先关于x方向后关于y方向的二阶梯度

(5)由步骤(4)得到的梯度计算出第n次迭代下的扩散项Wⁿ；

(6)根据第n次迭代下的扩散项Wⁿ和图像数据的值fⁿ、GPU私有内存中原始图像数据的值f⁰、空间步长λ和时间步长Δt计算第n+1次迭代的图像数据的值fⁿ⁺¹，并将该值传回GPU的局部内存，覆盖第n次迭代下的图像数据的值fⁿ；

(7)判断迭代次数是否小于最大迭代次数N，如果迭代次数小于最大迭代次数，则重复步骤(4)-步骤(6)；否则，将GPU局部内存的图像数据传回到GPU的全局内存，迭代结束，执行(8)；

(8)将GPU的全局内存中的图像数据传回到主机内存中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(4)中分别计算第n次迭代下图像fⁿ的一阶和二阶梯度，包括：关于x方向的一阶梯度关于y方向的一阶梯度关于x方向的二阶梯度关于y方向的二阶梯度和先关于x方向后关于y方向的二阶梯度其公式如下：

其中，为图像像素点坐标(i,j)处第n次迭代的关于x方向的一阶梯度值，为图像像素点坐标(i,j)处第n次迭代的关于y方向的一阶梯度值，为图像像素点坐标(i,j)处第n次迭代的关于x方向的二阶梯度值，为图像像素点坐标(i,j)处第n次迭代的关于y方向的二阶梯度值，为图像像素点坐标(i,j)处第n次迭代的先关于x方向后关于y方向的梯度值，为图像像素点坐标(i,j)处第n次迭代的值，为图像像素点坐标(i+1,j)处第n次迭代的值，为图像像素点坐标(i-1,j)处第n次迭代的值，为图像像素点坐标(i,j+1)处第n次迭代的值，为图像像素点坐标(i,j-1)处第n次迭代的值，为图像像素点坐标(i+1,j-1)处第n次迭代的值，为图像像素点坐标(i-1,j-1)处第n次迭代的值，为图像像素点坐标(i-1,j+1)处第n次迭代的值，为图像像素点坐标(i+1,j+1)处第n次迭代的值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(5)中由梯度计算出图像像素点坐标(i,j)处第n次迭代下的扩散项按如下公式计算：

。

4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(6)中计算第n+1次迭代的图像数据的值按如下公式计算：

其中，Δt为时间步长，λ为空间步长，为原始图像数据，为图像像素点坐标(i,j)处第n次迭代的图像数据的值，是图像像素点坐标(i,j)处第n次迭代的扩散项的值。