单芯片多处理器中图像匹配并行算法研究

发布时间：2025-01-04 05:32

　　单芯片多处理器(CMP)是目前处理器的发展趋势之一,在这种体系结构下可以有效地开发线程级并行。图像匹配技术在军用、民用领域均具有很高的应用价值,它涉及多种图像处理算法。由于数字图像具有天然的几何并行性质,易于在CMP体系结构下进行并行处理,而CMP体系结构具有两个瓶颈——I/O通道带宽受限和局部存储容量有限,另外对图像进行并行处理时,由于要进行图像拼接而产生边界无法处理的问题,因此,如何针对CMP体系结构建立有效的图像并行处理算法很有意义。 本文首先分析了当前处理器的发展趋势,重点介绍了CMP体系结构的特点,其次介绍了图像匹配的原理和方法,接着对图像匹配中涉及的多种滤波、边缘检测、距离变换、排序等算法进行分析,根据算法中的数据相关等特征,提出了三种针对不同类型运算的并行优化方法,这三种并行算法均可以有效地克服CMP体系结构的两个瓶颈,并可达到较高的加速比,通过MPI编程验证了并行算法的正确性。这些算法的提出,为今后CMP系统的设计以及其他应用在CMP体系结构上的并行优化提供了参考。 最后,介绍了自行设计的一个图像匹配系统,该系统综合了多种图像处理功能,使用该系统得到的匹配结果...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1所示为并行执行四个线程时，CMP和SMT的指令调度过程

CMP和SMT的指令提取并行执行四个线程时，CMP和SMT的指令调度过程。线程进行指令调度，而CMP是将每个线程分别分配时，就进行指令提取。SMT可以实现真正意义上的处实现延迟隐藏。但是，SMT为了实现无空转指令调度，表1.1对这两种体系结构进行了比较。表1.1CMP和SMT的t....

图1.2Cell体系结构示意图

国防科学技术大学研究生院学位论文1.1.3一种典型的CMP处理器50叮、Toshiba与IBM(sTI联盟)共同研制的eell处理器[22，2，]是一种典型的异构eMP处理器，其结构示意图如图1.2(a)所示。Cell处理器由一个Power结构的处理器核心(PPE，powerpr....

图1.6CMP受限体系结构模型

I%l防科学技术大学研究生院学位论文圣L3课题的研究目标、内容和意义的研究目标、内容Cell处理器的体系结构中，随着辅助处理器(SPE)个数的增加或性能能力增强，但由于1/0带宽和SPE局部存储容量的限制，并不能保证工作，系统能达到的加速比也有限。理论分析，针刘一Cell处理器这....

图2.23x3均值滤波算法实现代码假设SPE每次定点操作需要1拍、每次浮点操作需要4拍(犯位浮点数)

国防科学技术大学研究生院学位论文均值滤波算法的并行优化算法的时间复杂度分析算一个程序或函数的时间复杂度的一种方式就是首先选择一种或多种操作(较等)，然后确定这种(些)操作分别执行了多少次。另外，一个算术操作所决于操作数的类型(int，float，double等)。所以必须按照数据....

本文编号：4022979