当前位置:主页 > 科技论文 > 软件论文 >

ParaC:面向GPU平台的图像处理领域的编程框架

发布时间:2019-01-04 08:00
【摘要】:GPGPU加速器是当前提高图像处理算法性能的主流加速平台,但在GPGPU平台上,同一个程序充分利用硬件体系结构特征和软件特征的优化版本与简单实现版本在性能上会有数量级的差异.GPGPU加速器具有多维多层的大量执行线程和层次化存储体系结构,后者的不同层次具有不同的容量、带宽、延迟和访问权限.同时,图像处理应用程序具有复杂的计算操作、边界处理规则和数据访问特性.因此,任务的并发执行模式、线程的组织方式和并发任务到设备的映射不仅影响到程序的并发度、调度、通信和同步等特性,而且也会影响到访存的带宽、延迟等.因此,GPGPU平台上的程序优化是一个困难、复杂且效率较低的过程.提出基于语言扩展的领域编程模型:Para C.Para C编程环境利用高层语言扩展描述的程序语义信息,自动分析获取应用程序的操作信息、并发任务间的数据重用信息和访存信息等程序特征,同时结合硬件平台特征,利用基于领域先验知识驱动的编译优化模型自动生成GPGPU平台上的优化代码,最后,利用源源变换编译器生成标准Open CL程序.在测试用例上的实验结果表明,ParaC在GPGPU平台上自动生成的优化版本相对于手工优化版本的加速比最高达到3.22倍,但代码行数只是后者的1.2%~39.68%.
[Abstract]:GPGPU accelerator is the main acceleration platform to improve the performance of image processing algorithms, but on the GPGPU platform, The optimized version of the same program makes full use of the hardware architecture features and software features and the simple implementation version will have several orders of magnitude in performance. The GPGPU accelerator has multi-dimensional and multi-layer execution threads and hierarchical storage architecture. The latter has different levels of capacity, bandwidth, latency, and access rights. At the same time, image processing applications have complex computing operations, boundary processing rules and data access characteristics. Therefore, the concurrent execution mode of tasks, the organization of threads and the mapping of concurrent tasks to devices not only affect the concurrency degree, scheduling, communication and synchronization of programs, but also affect the bandwidth and latency of visiting memory. Therefore, program optimization on GPGPU platform is a difficult, complex and inefficient process. This paper presents a domain programming model based on language extension: Para C.Para C programming environment uses program semantic information described by high-level language extensions to automatically analyze and obtain application operation information. The program features such as data reuse information and memory access information among concurrent tasks, combined with hardware platform features, are automatically generated on GPGPU platform using domain-based prior knowledge driven compilation optimization model. The standard Open CL program is generated by the source conversion compiler. The experimental results on the test cases show that the speedup of the optimized version automatically generated by ParaC on GPGPU platform is 3.22 times higher than that of the manual optimized version, but the number of lines of code is only 1.2% and 39.68% of the latter.
【作者单位】: 体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所);中国科学院大学;
【基金】:国家自然科学基金(61432018,61402445,61502452,61602443,61432018) 国家重点研发计划(2016YFB1000402) 数学工程与先进计算国家重点实验室开放基金(2016A03) 北京市科委计划(D161100001216002)~~
【分类号】:TP391.41

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;图像处理中心简介[J];宇航学报;2001年04期

2 陈伯涛;办公室里新来的图像处理专家[J];电子与电脑;2001年03期

3 严肃;图像处理超出狭义的范围[J];中南民族学院学报(自然科学版);2001年02期

4 ;数据图像处理三大技术[J];计算机时代;2004年12期

5 魏麒,何勇;图像处理中的一个两阶段半杂交流水作业问题(英文)[J];Applied Mathematics:A Journal of Chinese Universities;2005年04期

6 阿飞;图像处理软件的色彩车间——“通道”[J];电脑爱好者;2005年03期

7 潘路;赵文娟;;图像处理课程教学探讨[J];中国西部科技;2006年22期

8 苏晓;;基于GDI+的自建图像处理库[J];当代经理人;2006年09期

9 汪新星;吴秀玲;刘卫平;孙俊英;;高分辨电子显微像图像处理技术的应用[J];材料导报;2007年06期

10 杨琛;;图像处理中分辨率的选取[J];科技信息(学术研究);2008年10期

相关会议论文 前10条

1 苑廷刚;李爱东;李汀;艾康伟;严波涛;;图像处理技术在田径科研中的应用初探[A];第七届全国体育科学大会论文摘要汇编(二)[C];2004年

2 黄海永;朱浩;王朔中;;图像处理软件中宏结构的实现和扩展[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年

3 杨文杰;刘浩学;;基于马尔可夫场理论的图像处理新方法评述[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年

4 王晋疆;刘文耀;肖松山;陈晓东;孙正;;光电图像处理课程中教学环节的设计[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年

5 王鹏;;图像处理技术与实验数据处理[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年

6 王晓剑;曹婉;王莎莎;;一种基于高速DSP的图像处理应用平台[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年

7 张炜;蒋大林;郎芬玲;曹广鑫;王秀芬;;图像处理技术应用于选矿领域的综述[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年

8 刘春桐;赵兵;张志利;仲启媛;;基于图像处理的自动瞄准系统精度研究[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集(一)[C];2005年

9 李向荣;;美式落袋球自动摆球系统的图像处理研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年

10 周荣官;周醒驭;;地质雷达图像处理在崩塌隐患探测中的应用及分析[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

相关重要报纸文章 前10条

1 新疆大学纺织与服装学院 袁春燕;图像处理技术让数据更真实[N];中国纺织报;2013年

2 杨朝晖;我邻域图像处理达到每秒1350亿次超高速[N];科技日报;2008年

3 吴启海;图像处理时8位/通道或16位/通道模式的选择探讨[N];中国摄影报;2012年

4 殷幼芳;印前图像处理技术对印刷质量的影响[N];中国包装报;2005年

5 徐和德;图像处理要适度[N];中国摄影报;2006年

6 记者 申明;中星微发布场景高保真图像处理技术[N];科技日报;2010年

7 杨玉军;邮编图像处理技术通过验收[N];中国邮政报;2000年

8 董长生 吴志军;用图像处理软件推动刑侦信息技术工作[N];人民公安报;2003年

9 殷幼芳;艺术化的图像处理技术[N];中国包装报;2006年

10 ;富士图像处理方案走进手机[N];计算机世界;2002年

相关博士学位论文 前10条

1 罗军;图像处理快速算法研究与硬件化[D];武汉大学;2014年

2 孙传猛;煤岩图像处理及细观损伤本构模型研究[D];重庆大学;2015年

3 嵇晓平;基于各向异性扩散方程图像处理问题的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 黎海生;量子图像处理关键技术研究[D];电子科技大学;2014年

5 吴玉莲;非局部信息和TGV正则在图像处理中的应用研究[D];西安电子科技大学;2015年

6 张还;聚合物复合材料微观图像处理与分析[D];南京农业大学;2014年

7 刘宇飞;基于模型修正与图像处理的多尺度结构损伤识别[D];清华大学;2015年

8 樊瑶;基于图像处理的路面裂缝检测关键技术研究[D];长安大学;2016年

9 陆飞;基于浮点坐标系的图像处理方法及应用研究[D];浙江工业大学;2016年

10 职占江;图像处理的变分模型若干问题研究[D];大连理工大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 董国龄;基于图像处理技术的水表自动检定及管理系统的设计[D];天津理工大学;2015年

2 李永晨;基于DSP的多路图像处理硬件系统研究[D];天津理工大学;2015年

3 杜高峰;基于opencv图像处理的列车受电弓动态特性监测方法研究[D];西南交通大学;2015年

4 王世豪;基于小波及压缩感知的图像处理方法及应用研究[D];燕山大学;2015年

5 牛蕾;基于非线性动力系统的图像处理[D];东北林业大学;2015年

6 宋君毅;基于图像处理的鱼群监测技术研究[D];天津理工大学;2015年

7 古伟楷;基于异构计算技术的视频与图像处理研究[D];华南理工大学;2015年

8 康睿;基于图像处理的砂土颗粒细观特性分析[D];宁夏大学;2015年

9 赵杰;柴油喷雾粒子图像处理及软件的设计[D];长安大学;2015年

10 石璐;基于图像处理的矿质混合料级配检测算法研究[D];长安大学;2015年



本文编号:2400011

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/2400011.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户f85bc***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com