面向油菜叶片图像分析的多核并行处理理论与方法

发布时间：2022-01-20 06:06

　　随着信息技术的迅猛发展,图像处理已在农业领域如植物叶片图像分析、种子识别、蔬菜农药检测等方面发挥着重要作用。然而,这些处理技术如图像特征提取、图像压缩与编码等过程需要的处理时间和空间开销都较大。在利用计算机图像处理技术对大量农产品进行质检时,也存在传统单处理器处理速度无法满足时间要求问题。叶片作为大多数作物的重要生理器官之一,叶片图像的特征信息能直接反映出作物的营养及病虫害状况。本文结合多核处理器特征,面向油菜叶片图像DF_MFA方法的特征分析计算量庞大问题,设计基于C/C++语言的图像多重分形特征串行提取方案。借鉴插桩技术对各部分计算特征进行分析,设计基于同构多核处理器的图像多重分形特征提取OpenMP并行优化方案。以加速比作为性能评价指标,针对OpenMP的三种任务调度方式验证该并行方案性能。实验结果表明本文设计的并行方案有较好的加速效果,且对于非规则型循环结构,动态调度方式加速效果最好。签于任务调度策略对并行计算效率的影响,本文针对目前广泛使用的共享缓存结构多核处理器进一步展开研究。多个线程同时运行在多个处理核心上,运行的多个线程访问共享缓存时常出现缓存资源竞... 

【文章来源】：湖南农业大学湖南省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的研究内容及组织结构
    1.4 小结
第2章 多核处理器并行处理
    2.1 多核处理器的发展
        2.1.1 多核处理器平台任务调度
        2.1.2 静态任务调度
        2.1.3 动态任务调度
    2.2 同构多核处理器OpenMP技术介绍
        2.2.1 共享任务结构
        2.2.2 任务调度方式
    2.3 小结
第3章 多核处理器上共享Cache及相关研究
    3.1 高速缓存介绍
    3.2 多核处理器Cache的层次组织结构
    3.3 高速缓存对多核处理器的任务调度的影响
    3.4 缓存划分相关研究
    3.5 小结
第4章 油菜叶片图像MF_DFA并行处理
    4.1 概述
    4.2 油菜叶片图像多重分形特征参数串行提取程序设计
        4.2.1 图像预处理
        4.2.2 图像分割
        4.2.3 局部区域累加和矩阵计算
        4.2.4 局部区域趋势拟合
        4.2.5 局部区域趋势消除
        4.2.6 定义q阶波动函数
        4.2.7 计算Hurst指数
    4.3 基于OpenMP的 MF_DFA分析及并行优化设计
        4.3.1 MF_DFA算法并行化分析
        4.3.2 基于OpenMP的 MF_DFA算法并行设计
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 实验环境及数据
        4.4.2 实验结果及分析
    4.5 小结
第5章 多核系统上共享缓存感知的任务调度策略
    5.1 概述
    5.2 任务调度模型
    5.3 问题描述
    5.4 共享高速缓存感知的调度算法
    5.5 实验结果和讨论
        5.5.1 比较指标
        5.5.2 仿真实验设置
        5.5.3 实验结果
    5.6 小结
第6章 总结和展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3598306