[发明专利]基于GPU的高光谱数据滤波快速计算方法、装置和系统

权利要求书

1.一种基于GPU的高光谱数据滤波快速计算方法，包括GPU，其特征在于，包括：

获取高光谱数据，加载高光谱数据至GPU；

调用核函数，结合SG滤波算法进行数据平滑去噪，执行多线程的并行运算，进行高光谱数据的滤波；

根据并行运算结果，获得高光谱数据滤波结果。

2.根据权利要求1所述的基于GPU的高光谱数据滤波快速计算方法，其特征在于，所述调用核函数，结合SG滤波算法进行数据平滑去噪，执行多线程的并行运算，进行高光谱数据的滤波的步骤，具体包括：

获取高光谱图像数据每个像素维度的光谱曲线的数据，基于SG滤波算法，对于单个光谱曲线里滑动窗口的最小二乘法拟合运算，计算像素为W*H个的高光谱图像数据，获取高光谱数据的滤波结果；

调用核函数，进行块内线程规约，执行多线程并行滤波，并将并行滤波结果传回至CPU。

3.根据权利要求2所述的基于GPU的高光谱数据滤波快速计算方法，其特征在于，所述调用核函数，进行块内线程规约，执行多线程并行滤波，并将并行滤波结果传回至CPU的步骤，包括：

根据高光谱图像数据，确定核函数要执行的线程数量；

通过调用核函数，配置Grid与Block的参数，使线程为W*H个线程的并行滤波，执行多线程的并行滤波；

获取并行运算高光谱数据的滤波结果，将该滤波结果返送至CPU。

4.根据权利要求3所述的基于GPU的高光谱数据滤波快速计算方法，其特征在于，所述通过调用核函数，配置Grid与Block的参数，使线程为W*H个线程的并行滤波，执行多线程的并行滤波的步骤，具体包括：

将Grid内的Block设置为三维的参数，其坐标对应设置为(blockIdx.x，blockIdx.y，blockIdx.z)，并基于以下公式七将Grid与高光谱数据相对应匹配，配置对应参数；

将Block内的Thread设置为三维的参数，其坐标对应设置为{threadIdx.x，threadIdx.y，threadIdx.z}，并基于以下公式八将Block与高光谱数据相对应匹配，配置对应参数：

将核函数内的波段索引代入SG滤波算法中，执行并行运算对高光谱数据进行滤波。

5.根据权利要求2所述的基于GPU的高光谱数据滤波快速计算方法，其特征在于，所述获取光谱曲线的数据，基于SG滤波算法，对于单个光谱曲线里滑动窗口的最小二乘法拟合运算，计算像素为W*H个的高光谱图像数据，获取高光谱数据的滤波结果的步骤，具体包括：

根据光谱曲线的数据，选取在光谱曲线上窗口内的多个点；

基于SG滤波算法，对高光谱数据中的光谱曲线中的每一个点进行平滑计算，遍历曲线后得到一条光滑的光谱曲线。

6.根据权利要求5所述的基于GPU的高光谱数据滤波快速计算方法，其特征在于，所述基于SG滤波算法，对高光谱数据中的光谱曲线中的每一个点进行平滑计算，遍历曲线后得到一条光滑的光谱曲线的步骤，具体包括：

选取光谱曲线上的五个点，基于以下公式一，对高光谱数据进行平滑计算：

其中，y为反射率，N为曲线上的点。

7.一种基于GPU的高光谱数据滤波快速计算装置，其特征在于，包括：

高光谱数据加载模块，获取高光谱数据，加载高光谱数据至GPU；

并行运算模块，调用核函数，结合SG滤波算法进行数据平滑去噪，执行多线程的并行运算，进行高光谱数据的滤波；

数据返送模块，根据并行运算结果，获得高光谱数据滤波结果。

8.一种基于GPU的高光谱数据滤波快速计算系统，其特征在于，包括高光谱相机和GPU，其中，所述高光谱相机获取高光谱数据并加载高光谱数据至所述GPU；所述GPU调用核函数，结合SG滤波算法进行数据平滑去噪，执行多线程的并行运算，进行高光谱数据的滤波；并根据并行运算结果，获得高光谱数据滤波结果。