基于HyperX多核平臺的9/7小波變換實現(xiàn)
發(fā)布時間:2022-01-02 17:20
小波變換是在傅里葉分析的基礎上發(fā)展起來的一種分析變換方法,它在處理非平穩(wěn)信號方面具有非常強大的能力,伴隨小波變換理論的不斷發(fā)展,它在通信技術、信號處理、地球物理、水利電力、圖像處理、物理學、醫(yī)學、軍事等領域中得到日益廣泛的應用。在圖像處理領域中圖像匹配、濾波、壓縮等方面都與小波變換理論密不可分。JPEG2000靜止圖像壓縮標準是以提升離散小波作為核心的變換算法,在該標準中采用9/7小波作為小波基。因此,小波變換的研究成為科學研究的一個重點,同時在更高效的平臺上實現(xiàn)小波變換也成了一種非常迫切的需求。另一方面,傳統(tǒng)單核處理器的生產工藝、架構以及功耗等方面的發(fā)展已經達到瓶頸,同時隨著科學技術的不斷進步,對于數據處理平臺的性能也提出了更高的要求,需要有足夠的能力處理更加大量的數據,進行更加復雜的運算,因此多核處理器逐漸成為主流,由于芯片技術的發(fā)展,處理器內集成的獨立計算的執(zhí)行單元數量增加,執(zhí)行核的結構趨于簡單化,逐漸形成了一種由多核到眾核的趨勢,未來處理器中集成的執(zhí)行單元數量將達到成百個甚至上千個。本文所使用的平臺HyperX是一種以眾核處理器為核心的高性能的并行計算平臺。Hyper X處理器...
【文章來源】:西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:85 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 課題研究背景以及現(xiàn)狀
1.2.1 眾核處理器的發(fā)展以及優(yōu)勢
1.2.2 眾核處理器技術的應用前景
1.3 HyperX高性能并行計算平臺簡介
1.4 小波變換的發(fā)展及其應用
1.5 本文研究意義及組織結構
第二章 HyperX平臺簡介
2.1 引言
2.2 HyperX平臺的處理器結構
2.2.1 HyperX處理器hx3100的結構
2.2.2 處理單元
2.2.3 數據存儲路由器(DMR)
2.2.4 I/O路由器
2.3 HyperX C程序設計
2.3.1 HyperX C的主要特點
2.3.2 基于Cell的設計
2.3.3 數據通信的控制方法
2.4 資源映射
2.4.1 資源映射的介紹
2.4.2 手動資源映射與自動資源映射
2.5 HyperX工程開發(fā)流程
2.6 本章小結
第三章 小波變換基礎
3.0 引言
3.1 小波基礎
3.1.1 連續(xù)小波變換
3.1.2 離散小波變換
3.1.3 提升小波變換
3.2 提升小波變換在圖像編碼中的應用
3.2.1 小波變換編碼的優(yōu)點
3.2.2 圖像的二維小波Mallat分解
3.2.3 圖像的二維提升小波分解
3.3 9/7 小波的構造與實現(xiàn)
3.4 小結
第四章 基于HyperX平臺的 9/7 小波設計及其優(yōu)化與改進
4.1 引言
4.2 HyperX平臺數據分割讀寫方案
4.2.1 一級小波數據分割與讀寫方案
4.2.2 多基小波設計中數據的讀寫方案
4.2.3 讀寫部分的總流程
4.3 系統(tǒng)的資源映射與路由的設計
4.4 數據處理單元的設計
4.4.1 數據寫回DDR的控制
4.4.2 Cell的設計以及實例化
4.5 運行結果
4.6 設計的改進
4.6.1 對于讀寫方式的改進
4.6.2 增加處理單元的個數提升程序的性能
4.6.3 其他方面的優(yōu)化
4.7 小結
第五章 系統(tǒng)的性能測試
5.1 HyperX系統(tǒng)通信與讀寫速率以及基本運算測試
5.1.1 測試內容
5.1.2 測試結果
5.1.3 測試結論
5.2 9/7 離散小波測試
5.2.1 測試工程介紹
5.2.4 測試結果以及結論
5.2.6 系統(tǒng)的性能與其他平臺的對比
第六章 工作總結與展望
6.1 研究工作總結
6.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
作者簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多核多線程技術綜述[J]. 眭俊華,劉慧娜,王建鑫,秦慶旺. 計算機應用. 2013(S1)
[2]小波變換在數字圖像處理中的應用[J]. 王劍平,張捷. 現(xiàn)代電子技術. 2011(01)
[3]多核處理器的關鍵技術及其發(fā)展趨勢[J]. 黃國睿,張平,魏廣博. 計算機工程與設計. 2009(10)
[4]多核CPU展望[J]. 濮元愷. 大眾硬件. 2006(09)
[5]一種適合星上應用的遙感圖像有損壓縮算法[J]. 田寶鳳,徐抒巖,孫榮春,王昕,閆得杰. 光學精密工程. 2006(04)
[6]基于MPI的并行程序設計[J]. 張翠蓮,劉方愛,王亞楠. 計算機技術與發(fā)展. 2006(08)
[7]小波變換在圖像壓縮編碼中的應用[J]. 蔣亞軍,朱理. 零陵學院學報. 2004(11)
[8]基于DCT變換的內嵌靜止圖像壓縮算法[J]. 陳軍,吳成柯. 電子學報. 2002(10)
博士論文
[1]眾核GPU體系結構相關技術研究[D]. 陳鋼.復旦大學 2011
[2]邏輯核動態(tài)可重構的眾核處理器體系結構[D]. 任永青.中國科學技術大學 2010
碩士論文
[1]JPEG2000中DWT的VLSI結構設計[D]. 鐘艷華.國防科學技術大學 2010
[2]基于提升小波變換的SPIHT算法的研究與實現(xiàn)[D]. 陳天一.長安大學 2009
[3]JPEG2000中DWT的研究與實現(xiàn)[D]. 宋嬋.國防科學技術大學 2008
[4]基于FPGA的9/7小波在圖像壓縮中的研究[D]. 林守惠.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2008
[5]零樹編碼算法的改進[D]. 譚遠強.廣東工業(yè)大學 2008
[6]基于多核CPU的并行體繪制算法應用研究[D]. 張艷萍.山東大學 2008
[7]基于FPGA和DSP的圖像壓縮平臺的研究[D]. 李長軍.西安電子科技大學 2008
[8]基于DSP的JPEG2000中小波變換的實現(xiàn)及優(yōu)化[D]. 于雷.西安電子科技大學 2008
[9]基于小波變換的圖像編碼算法研究[D]. 陳偉.武漢科技大學 2006
[10]基于顯著小波系數結構特征的高倍率遙感圖像壓縮方法研究[D]. 鄒光宇.華中科技大學 2005
本文編號:3564576
【文章來源】:西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:85 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 課題研究背景以及現(xiàn)狀
1.2.1 眾核處理器的發(fā)展以及優(yōu)勢
1.2.2 眾核處理器技術的應用前景
1.3 HyperX高性能并行計算平臺簡介
1.4 小波變換的發(fā)展及其應用
1.5 本文研究意義及組織結構
第二章 HyperX平臺簡介
2.1 引言
2.2 HyperX平臺的處理器結構
2.2.1 HyperX處理器hx3100的結構
2.2.2 處理單元
2.2.3 數據存儲路由器(DMR)
2.2.4 I/O路由器
2.3 HyperX C程序設計
2.3.1 HyperX C的主要特點
2.3.2 基于Cell的設計
2.3.3 數據通信的控制方法
2.4 資源映射
2.4.1 資源映射的介紹
2.4.2 手動資源映射與自動資源映射
2.5 HyperX工程開發(fā)流程
2.6 本章小結
第三章 小波變換基礎
3.0 引言
3.1 小波基礎
3.1.1 連續(xù)小波變換
3.1.2 離散小波變換
3.1.3 提升小波變換
3.2 提升小波變換在圖像編碼中的應用
3.2.1 小波變換編碼的優(yōu)點
3.2.2 圖像的二維小波Mallat分解
3.2.3 圖像的二維提升小波分解
3.3 9/7 小波的構造與實現(xiàn)
3.4 小結
第四章 基于HyperX平臺的 9/7 小波設計及其優(yōu)化與改進
4.1 引言
4.2 HyperX平臺數據分割讀寫方案
4.2.1 一級小波數據分割與讀寫方案
4.2.2 多基小波設計中數據的讀寫方案
4.2.3 讀寫部分的總流程
4.3 系統(tǒng)的資源映射與路由的設計
4.4 數據處理單元的設計
4.4.1 數據寫回DDR的控制
4.4.2 Cell的設計以及實例化
4.5 運行結果
4.6 設計的改進
4.6.1 對于讀寫方式的改進
4.6.2 增加處理單元的個數提升程序的性能
4.6.3 其他方面的優(yōu)化
4.7 小結
第五章 系統(tǒng)的性能測試
5.1 HyperX系統(tǒng)通信與讀寫速率以及基本運算測試
5.1.1 測試內容
5.1.2 測試結果
5.1.3 測試結論
5.2 9/7 離散小波測試
5.2.1 測試工程介紹
5.2.4 測試結果以及結論
5.2.6 系統(tǒng)的性能與其他平臺的對比
第六章 工作總結與展望
6.1 研究工作總結
6.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
作者簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多核多線程技術綜述[J]. 眭俊華,劉慧娜,王建鑫,秦慶旺. 計算機應用. 2013(S1)
[2]小波變換在數字圖像處理中的應用[J]. 王劍平,張捷. 現(xiàn)代電子技術. 2011(01)
[3]多核處理器的關鍵技術及其發(fā)展趨勢[J]. 黃國睿,張平,魏廣博. 計算機工程與設計. 2009(10)
[4]多核CPU展望[J]. 濮元愷. 大眾硬件. 2006(09)
[5]一種適合星上應用的遙感圖像有損壓縮算法[J]. 田寶鳳,徐抒巖,孫榮春,王昕,閆得杰. 光學精密工程. 2006(04)
[6]基于MPI的并行程序設計[J]. 張翠蓮,劉方愛,王亞楠. 計算機技術與發(fā)展. 2006(08)
[7]小波變換在圖像壓縮編碼中的應用[J]. 蔣亞軍,朱理. 零陵學院學報. 2004(11)
[8]基于DCT變換的內嵌靜止圖像壓縮算法[J]. 陳軍,吳成柯. 電子學報. 2002(10)
博士論文
[1]眾核GPU體系結構相關技術研究[D]. 陳鋼.復旦大學 2011
[2]邏輯核動態(tài)可重構的眾核處理器體系結構[D]. 任永青.中國科學技術大學 2010
碩士論文
[1]JPEG2000中DWT的VLSI結構設計[D]. 鐘艷華.國防科學技術大學 2010
[2]基于提升小波變換的SPIHT算法的研究與實現(xiàn)[D]. 陳天一.長安大學 2009
[3]JPEG2000中DWT的研究與實現(xiàn)[D]. 宋嬋.國防科學技術大學 2008
[4]基于FPGA的9/7小波在圖像壓縮中的研究[D]. 林守惠.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2008
[5]零樹編碼算法的改進[D]. 譚遠強.廣東工業(yè)大學 2008
[6]基于多核CPU的并行體繪制算法應用研究[D]. 張艷萍.山東大學 2008
[7]基于FPGA和DSP的圖像壓縮平臺的研究[D]. 李長軍.西安電子科技大學 2008
[8]基于DSP的JPEG2000中小波變換的實現(xiàn)及優(yōu)化[D]. 于雷.西安電子科技大學 2008
[9]基于小波變換的圖像編碼算法研究[D]. 陳偉.武漢科技大學 2006
[10]基于顯著小波系數結構特征的高倍率遙感圖像壓縮方法研究[D]. 鄒光宇.華中科技大學 2005
本文編號:3564576
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