基于GPU加速的高动态范围图像局域色调映射算法的研究与应用

高动态范围图像采用高精度的数据格式（如16位，32位）使得数字图像的记录更加准确。为了能在我们通常８位的显示设备上更加准确地可视化高动态范围图像，我们需要运用全局或局域色调映射算法对其进行处理。目前文献中的色调映射算法很难做到既能产生高品质的图像又能实时地进行高速的计算。近年来图形处理单元（GPU）的快速发展为我们大规模的加速具有良好并行运算特征的图像图形算法，实现实时交互应用奠定了良好的基础。本项目主要开展的工作就是设计出能产生高品质图片的局域色调映射算法，并且从根本上使其具有良好并行运算特征，化解局域化的色调映射算法难于并行化这一矛盾，进而可以利用GPU的优势达到实时运算的目的。在此基础上，我们将开始前瞻性地把这一研究成果应用于高动态范围视频实时可视化和利用高动态范围图像技术实时显示医学图像帮助医生诊断病情的两个领域。我们的研究成果将为这些领域带来更具竞争力的技术方案。

高动态范围图像采用高精度的光谱图数据格式（如16位，32位）使得数字图像的记录更加准确。为了能在我们通常８位的显示设备上更加准确地可视化高动态范围图像，我们需要运用全局或局域色调映射算法对其进行处理。局域色调映射通常能产生高质量的图片，但是目前文献中的局域色调映射算法很难做到在产生高品质图像的同时又能实时地进行高速的计算。近年来图形处理单元（GPU）的快速发展为我们大规模的加速具有良好并行运算特征的图像图形算法，实现实时交互应用奠定了良好的基础。基于这一特点，在我们的研究中，我们在国际上率先的提出了具备良好并行运算特征的局域色调映射算法，化解了局域化的色调映射算法难于并行化这一矛盾，并成功的运用GPU进行了加速。在此基础上，我们把我们的研究成果应用于医学图像增强。我们的研究成果为这些领域带来更具竞争力的技术方案。