隨著直播、虛擬現(xiàn)實(shí)、電子競(jìng)技等新興產(chǎn)業(yè)日新月異的發(fā)展,人們對(duì)于視覺(jué)效果的要求越來(lái)越嚴(yán)苛。高動(dòng)態(tài)范圍成像技術(shù)的發(fā)展向這些方向的應(yīng)用也開(kāi)始引起學(xué)者們的注意,但是在傳統(tǒng)高動(dòng)態(tài)范圍成像技術(shù)中,不是其應(yīng)用條件不符合,就是算法獲取一幅高動(dòng)態(tài)范圍圖像時(shí)間過(guò)長(zhǎng)無(wú)法應(yīng)用到實(shí)時(shí)視頻中。本文目標(biāo)是利用開(kāi)放計(jì)算語(yǔ)言（Open Computing Language,OpenCL）并行開(kāi)發(fā)框架,針對(duì)限制對(duì)比度直方圖均衡算法,在CPU+GPU、CPU+FPGA和ARM+FPGA三種不同的異構(gòu)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)算法的加速,并構(gòu)建基于異構(gòu)平臺(tái)的HDR視頻生成系統(tǒng)。首先,本文研究了基于OpenCL的異構(gòu)并行計(jì)算技術(shù),探討了基于GPU和FPGA兩種加速設(shè)備完成算法并行化的方法。然后深入研究了當(dāng)前HDR成像算法,對(duì)目前成熟的算法通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比了它們的在實(shí)現(xiàn)方法、處理速度、可并行化程度等多個(gè)方面的優(yōu)劣,確定限制對(duì)比度直方圖均衡算法為本文HDR視頻系統(tǒng)所要使用算法,并設(shè)計(jì)了本文實(shí)驗(yàn)方案。基于目前較為成熟的CPU+GPU異構(gòu)平臺(tái)完成了限制對(duì)比度直方圖均衡算法的OpenCL并行化。驗(yàn)證了限制對(duì)比度直方圖均衡算法的可并行化與生成高動(dòng)態(tài)范圍視頻系... 

【文章來(lái)源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：103 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

OpenCL平臺(tái)模型

核可以看作是命令隊(duì)列中命令的集合。當(dāng)需要處理數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)從當(dāng)?shù)膬?nèi)核函數(shù)提交給 OpenCL 設(shè)備，然后再由 OpenCL 設(shè)備按照內(nèi)。內(nèi)核被認(rèn)為是 OpenCL 程序的最核心部分，一個(gè) OpenCL 程序的于內(nèi)核函數(shù)的并行化程度。enCL 程序的核心功能其實(shí)是利用加速設(shè)備的大量計(jì)算資源來(lái)執(zhí)行因此執(zhí)行模型的實(shí)質(zhì)就是怎樣調(diào)度這些計(jì)算資源實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算的最看作是帶有編號(hào)的工作區(qū)間，以便于區(qū)分和管理這些 CU，并且每有全局工作索引和 CU 內(nèi)局部工作索引的。每一個(gè) PE 被認(rèn)為是一行內(nèi)核代碼的一個(gè)線程。被處理數(shù)據(jù)常見(jiàn)的表現(xiàn)形式有數(shù)組、圖像和于處理不同維度的數(shù)據(jù)相應(yīng)的工作區(qū)間也可以被定義為一維、二維penCL 規(guī)定全局工作區(qū)間為 NDRange，N 最多為 3。全局索引空間工作組，每個(gè)工作組又可以分為若干個(gè)工作項(xiàng)。對(duì)應(yīng)到工作區(qū)間可為一個(gè) PE，一個(gè)工作組為一個(gè) CU。OpenCL API 也定義了獲取不函數(shù)。圖 2.2 為一個(gè)二維工作區(qū)間的例子。

時(shí)執(zhí)行多個(gè)內(nèi)核函數(shù)，又有多個(gè)計(jì)算單元共同完成一個(gè)運(yùn)算操作證并行計(jì)算過(guò)程中數(shù)據(jù)的一致性，OpenCL 規(guī)定了三種同步方式l fence 同步所有工作項(xiàng)數(shù)據(jù)的同步；同一個(gè)命令隊(duì)列中使用函數(shù)保證前一個(gè)指令的執(zhí)行完成；同一個(gè)上下文的不同命令隊(duì)列之間制來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性，這需要用戶將事件關(guān)聯(lián)到命令上完成同同設(shè)備的 OpenCL 程序執(zhí)行流程L 的并行程序可以應(yīng)用于不同類(lèi)型的加速設(shè)備，其中基于 GPU 的目前研究最久，也是并行化編程最成熟的領(lǐng)域。GPU 由于其自身被看作是一種簡(jiǎn)單的多線程處理器，但是它又不像普通的 CPU 只它可以同時(shí)運(yùn)行的線程數(shù)和 CPU 完全不在一個(gè)量級(jí)上。而圖像處大多在于高額的像素值計(jì)算，這種任務(wù)是高度并行的，也就是說(shuō)圖獨(dú)立任務(wù)的執(zhí)行，這樣的特性決定了它特別適合在 GPU 上運(yùn)行。指令使用硬件資源組成電路邏輯完成并行化過(guò)程。OpenCL 程序架

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于SoC-FPGA的高動(dòng)態(tài)范圍圖像合成[D]. 張?jiān)?西安電子科技大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3317628