一种基于GPU的快速半全局优化深度图计算方法
本文选题:维重建 + 平面扫描 ; 参考:《工程科学与技术》2017年06期
【摘要】:由于图像集规模巨大、匹配信息丰富,快速精准多视图立体匹配受计算效率严重制约。针对该问题,提出一种基于GPU的快速半全局优化深度图计算方法。首先,在CPU上通过平面扫描方法计算单张图像初始匹配代价。然后,提出GPU半全局优化并行计算架构,对匹配代价进行聚合,其核心算法为:在全局进行各方向聚合任务流并行以提升众核处理器的利用率;在局部通过将各像素计算任务准确分配到各线程块内实现并行处理,且注重GPU上数据重用以避免带宽限制。再通过GPU滤波剔除突变点进行图像增强。最后,将3维空间点在各深度图像上的一致性作为异常值检测和优化的约束条件。在多组数据集上测试结果显示,该方法计算速度最高为多核CPU系统中开启2线程实现方法的22.41倍,为开启8线程实现方法的9.13倍,且与两者精度相当;与同类深度图计算方法比较结果表明,该方法在重建过程中加速效果均为其他算法的5倍及以上;通过使用开源点云比较软件在标准测试数据集上与其他算法比较,验证了该方法能有效提高重建结果的精度和完整度。
[Abstract]:Because of the large scale of image set and abundant matching information, fast and accurate multi-view stereo matching is seriously restricted by computational efficiency. To solve this problem, a fast semi-global optimization depth map calculation method based on GPU is proposed. Firstly, the initial matching cost of single image is calculated by plane scanning method on CPU. Then, the GPU semi-global optimization parallel computing architecture is proposed to aggregate the matching costs. The core algorithms are as follows: the global aggregation of task flows in different directions parallel to improve the utilization of the core processor; In order to avoid bandwidth limitation, parallel processing is realized by assigning each pixel computing task to each thread block accurately, and the data reuse on GPU is emphasized. Then GPU filter is used to eliminate the mutation point for image enhancement. Finally, the consistency of 3D spatial points on each depth image is taken as the constraint of outliers detection and optimization. The test results on multiple data sets show that the maximum computing speed of this method is 22.41 times that of the two-thread implementation method in the multi-core CPU system and 9.13 times of that of the 8-thread open implementation method, and the accuracy of the method is similar to that of the two methods. The results of comparison with similar depth map calculation methods show that the acceleration effect of this method is 5 times or more than that of other algorithms in the reconstruction process, and the open source point cloud comparison software is used to compare with other algorithms on the standard test data set. It is verified that this method can effectively improve the accuracy and integrity of the reconstruction results.
【作者单位】: 四川大学计算机学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(61571313) 四川省科技创新苗子工程资助项目(2016017)
【分类号】:TP391.41
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 左一帆;安平;张兆杨;;基于图割的高质量深度图获取方法[J];电视技术;2011年15期
2 张艳;安平;张秋闻;王奎;张兆杨;;恰可察觉深度差异模型的深度图优化方法[J];光电子.激光;2012年07期
3 左宇鹏;;基于深度图压缩的边界自适应上采样方案[J];计算机与现代化;2014年05期
4 杨超;安平;何宛文;王健鑫;张兆杨;;一种用于深度图编码的虚拟视失真估计模型[J];光电子.激光;2014年07期
5 温宇强,李德华;多视角深度图融合方法综述[J];计算机与数字工程;2003年04期
6 叶长明;蒋建国;詹曙;S.Ando;;不同姿态人脸深度图识别的研究[J];电子测量与仪器学报;2011年10期
7 左一帆;安平;马然;沈礼权;张兆杨;;深度图时域一致性增强[J];光电子.激光;2014年01期
8 朱波;蒋刚毅;张云;郁梅;;面向虚拟视点图像绘制的深度图编码算法[J];光电子.激光;2010年05期
9 周娟;李勇平;黄跃峰;;基于强度图和深度图的多模态人脸识别[J];计算机工程与应用;2012年25期
10 李思宇;李胜;王衡;汪国平;;利用深度图优化的自然光束体构建与绘制[J];计算机辅助设计与图形学学报;2011年07期
相关会议论文 前5条
1 陈东;杨生鹏;庄严;王伟;;基于视觉信息的三维激光点云渲染与深度图构建[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 刘伟锋;张卓;王延江;;基于光线衰减的深度获取方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
3 张帅;付宏杰;;基于Kinect的多点触控系统研究与实现[A];第六届全国信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2012年
4 孙扬镳;;多目标模糊全局优化设计方法和软件[A];土木工程计算机应用文集——中国土木工程学会计算机应用学会第五届年会论文集[C];1993年
5 夏青;岳利群;;基于GPU编程的海浪仿真技术研究[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
,本文编号:1967109
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/1967109.html