多核體系結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史上的重大轉(zhuǎn)變,在傳統(tǒng)的通過(guò)頻率提升來(lái)提高處理器性能的方法遇到巨大困難的情況下,人們開始轉(zhuǎn)向在相對(duì)低的主頻下,通過(guò)提高半導(dǎo)體的密度,集成更多處理單元來(lái)提供計(jì)算能力的持續(xù)提升,以滿足計(jì)算機(jī)視覺等新興的萬(wàn)億級(jí)別RMS （Tera-Scaled Recognition, Mining, Synthesis）應(yīng)用的計(jì)算需求。近年來(lái),多核和眾核體系的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用為此類應(yīng)用的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)提供了硬件基礎(chǔ)和可能。不過(guò),由于必須通過(guò)并行的方式才能獲得對(duì)硬件計(jì)算能力的有效利用,如何有效地發(fā)掘可用的程序并行性到可用的硬件并行性的最佳映射,成為了多核和眾核體系平臺(tái)下計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用開發(fā)面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。本文以車輛輔助駕駛系統(tǒng)中車輛識(shí)別算法這一核心的計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用的并行化研究為背景,從應(yīng)用模型和負(fù)載分析入手,研究了此類應(yīng)用的計(jì)算特性,識(shí)別出此類應(yīng)用并行優(yōu)化中需要滿足的三個(gè)關(guān)鍵能力需求；總結(jié)了六種關(guān)鍵的數(shù)據(jù)并行模式；并且提出：在領(lǐng)域知識(shí)的指導(dǎo)下,結(jié)合先驗(yàn)的并行策略,基于實(shí)時(shí)負(fù)載特性、硬件特性的動(dòng)、靜態(tài)結(jié)合的并行優(yōu)化是針對(duì)上面問題的一個(gè)比較理想的解決思路。本文具體工作內(nèi)容如下：首先,針對(duì)... 

【文章來(lái)源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：156 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用的復(fù)雜性
        1.1.2 多核和眾核平臺(tái)的復(fù)雜性
        1.1.3 并行開發(fā)任務(wù)的復(fù)雜性
    1.2 存在問題和相關(guān)研究方向
        1.2.1 存在問題
        1.2.2 相關(guān)研究方向
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)
    1.4 論文結(jié)構(gòu)和章節(jié)安排
第2章 計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用并行優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    2.1 計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用特性分析
        2.1.1 計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用模型
        2.1.2 計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用負(fù)載分析
        2.1.3 并行優(yōu)化關(guān)鍵能力需求
    2.2 多核平臺(tái)并行優(yōu)化相關(guān)研究
        2.2.1 多核和眾核硬件體系
        2.2.2 并行計(jì)算模型
        2.2.3 并行編程語(yǔ)言和規(guī)范
        2.2.4 自動(dòng)優(yōu)化工具和框架
    2.3 并行優(yōu)化評(píng)估方法
        2.3.1 并行加速比
        2.3.2 負(fù)載均衡度
    2.4 本章小結(jié)
第3章 并行計(jì)算模型和優(yōu)化方法研究
    3.1 并行計(jì)算模型研究
        3.1.1 存在問題
        3.1.2 擴(kuò)展的TStreams模型
        3.1.3 并行性描述能力的改進(jìn)
    3.2 并行優(yōu)化方法研究
        3.2.1 FAPOF：并行優(yōu)化框架
        3.2.2 細(xì)化的并行優(yōu)化評(píng)估方法
    3.3 本章小結(jié)
第4章 并行優(yōu)化核心過(guò)程關(guān)鍵技術(shù)研究
    4.1 并行性抽象和表達(dá)
        4.1.1 基于擴(kuò)展模型的中間表達(dá)
        4.1.2 聲明性并行說(shuō)明語(yǔ)言
    4.2 并行性發(fā)掘和發(fā)現(xiàn)
        4.2.1 并行性發(fā)掘的基本過(guò)程
        4.2.2 并行性發(fā)掘的規(guī)則
        4.2.3 并行性發(fā)掘的搜索算法
    4.3 輸入依賴的動(dòng)態(tài)調(diào)度
        4.3.1 動(dòng)態(tài)輸入評(píng)估和調(diào)度算法
        4.3.2 FAPOF動(dòng)態(tài)調(diào)度的性能改進(jìn)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 并行優(yōu)化框架實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究
    5.1 并行優(yōu)化框架結(jié)構(gòu)
    5.2 DSL語(yǔ)言支持
        5.2.1 DSL編譯器構(gòu)造
        5.2.2 中間表達(dá)構(gòu)建API
        5.2.3 骨架中間表達(dá)生成
    5.3 自動(dòng)優(yōu)化工具支持
        5.3.1 高層優(yōu)化(HLO)實(shí)現(xiàn)
        5.3.2 底層優(yōu)化(LLO)實(shí)現(xiàn)
    5.4 運(yùn)行時(shí)環(huán)境支持
        5.4.1 DWE模塊實(shí)現(xiàn)
        5.4.2 動(dòng)態(tài)調(diào)度支持的相關(guān)問題
    5.5 本章小結(jié)
第6章 并行優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用和評(píng)估
    6.1 目標(biāo)算法與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介
        6.1.1 車輛識(shí)別算法簡(jiǎn)介
        6.1.2 多核體系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介
        6.1.3 實(shí)驗(yàn)樣本和測(cè)試方法
    6.2 車輛識(shí)別算法整體的優(yōu)化
    6.3 基于知識(shí)的分割算法的優(yōu)化和評(píng)估
        6.3.1 串行算法簡(jiǎn)介
        6.3.2 基于FAPOF的優(yōu)化
        6.3.3 分割算法優(yōu)化評(píng)估
    6.4 基于知識(shí)的識(shí)別算法的優(yōu)化和評(píng)估
        6.4.1 串行算法簡(jiǎn)介
        6.4.2 基于FAPOF的優(yōu)化
        6.4.3 基于知識(shí)的識(shí)別算法的優(yōu)化評(píng)估
    6.5 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的識(shí)別算法優(yōu)化和評(píng)估
        6.5.1 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的識(shí)別算法簡(jiǎn)介
        6.5.2 基于FAPOF的優(yōu)化
        6.5.3 機(jī)器學(xué)習(xí)算法的優(yōu)化評(píng)估
    6.6 算法整體的優(yōu)化性能評(píng)估
    6.7 小結(jié)
第7章 結(jié)論
    7.1 研究總結(jié)
    7.2 未來(lái)研究方向
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研工作


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于知識(shí)和外觀方法相結(jié)合的后方車輛檢測(cè)[J]. 文學(xué)志,趙宏,王楠,袁淮.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(03)



本文編號(hào)：3202154