發(fā)布時間：2017-06-27 00:03

  本文關鍵詞：基于MIC架構的遙感圖像增強類算法并行化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：圖像去噪屬于圖像增強的一個重要方面,是遙感圖像相關應用領域中重要的預處理步驟。目前,已有眾多學者投入到對圖像去噪的研究當中,并提出了很多去噪方法。但其中的大多數(shù)效果并不十分理想,去噪過程中很多圖像的紋理細節(jié)被丟失掉。NLM(Nonlocal Means)算法由Buades等人于2005年提出,該算法有效地克服了上述缺點。NLM算法基于圖像的自相似性原理,充分利用圖像中廣泛存在的大量冗余信息。在度量像素間相似性權重時,以圖像片為基本計算單位,通過計算圖像片灰度值向量之間的差異,確定像素間的相似程度。NLM算法對圖像結構紋理有較好的保留,是目前去噪效果最好的算法之一。但由于其搜索相似像素點時的非局部特性,使得算法時間復雜度較大。針對NLM算法耗時過長的問題,本文基于英特爾集成眾核(Many Integrate Core,MIC)架構在至強融核(Intel Xeon Phi)協(xié)處理器上進行了NLM并行化研究。主要內容分為以下幾個方面:(1)對非局部均值去噪算法的串行程序進行分析,找到算法耗時的主要部分。結合MIC平臺的編程特點,設計并實現(xiàn)基于單個MIC卡的NLM并行算法;(2)在實現(xiàn)的基于單塊MIC卡的NLM并行算法基礎之上,針對測試結果中出現(xiàn)的加速比隨圖像尺寸不同而呈階梯狀分布的情況,從MIC預熱、線程負載均衡兩個方面對該并行算法進行了優(yōu)化;(3)上述并行算法中,當MIC卡進行計算的時候,CPU處于空閑狀態(tài),為了將CPU的計算能力充分利用,本文設計了靜態(tài)的MIC/CPU協(xié)同并行算法;(4)在上述MIC/CPU協(xié)同并行算法的基礎上對計算過程中的任務分配進行優(yōu)化,設計了基于動態(tài)任務分配的MIC/CPU協(xié)同并行算法,并且為了將高性能平臺的3塊MIC卡充分利用,在上述動態(tài)任務分配框架的基礎上設計了3MIC+CPU并行算法,使得加速效果得到進一步提升。最后,對本文所實現(xiàn)的各并行算法進行測試和分析。測試結果表明:所設計的單MIC并行算法有效提升了算法效率;在其基礎之上的優(yōu)化算法使得加速比進一步提高,并消除了隨圖像尺寸不同加速比的階梯狀分布情況;其后的MIC/CPU協(xié)同并行算法、MIC/CPU動態(tài)任務分配并行算法、3MIC+CPU并行算法均對算法加速比有大幅提升。本文的研究可對遙感圖像增強類算法在MIC平臺上的并行實現(xiàn)提供借鑒。
【關鍵詞】：NLM MIC 并行計算 協(xié)同計算 動態(tài)任務分配
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP751

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 孫琳琳;侯秀萍;朱波;孫士明;高燦;;基于多線程歸并排序算法設計[J];吉林大學學報(信息科學版);2015年01期

2 王文義;冉曉龍;;關于多核系統(tǒng)并行程序效率的編程因素及其研究[J];計算機科學;2015年08期

3 唐龍;何冰;張武;;MPI+OpenMP混合編程在三維電磁輻射計算中的應用[J];微電子學與計算機;2014年08期

4 詹治海;;基于混合并行模型的熱傳導問題研究及測試[J];電子測試;2015年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張向洪;高超聲速流場電磁干擾數(shù)值模擬研究[D];南京航空航天大學;2013年

2 王希忠;基于MPI的分段線性混沌映射加密算法的研究[D];哈爾濱理工大學;2014年

3 林天軍;二維/三維非結構化動態(tài)混合網格變形方法研究[D];大連理工大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李滋田;基于OpenMP的多核多線程負載均衡調度策略研究[D];西安工業(yè)大學;2014年

2 朱長皓;基于框圖模型的自動生成并行代碼的研究[D];中國科學技術大學;2014年

3 王雅娟;腔內電阻抗成像正問題邊界元法求解的并行計算研究[D];河北工業(yè)大學;2014年

4 施偉;GPP平臺無線信號通用多線程并行處理技術[D];北京郵電大學;2014年

5 李瑩;基于共享存儲結構的并行化技術及其優(yōu)化問題的研究[D];中國石油大學（華東）;2013年

  本文關鍵詞：基于MIC架構的遙感圖像增強類算法并行化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：487945