基于HyperX多核平臺的9-7小波變換實(shí)現(xiàn).pdf

1、小波變換是在傅里葉分析的基礎(chǔ)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(qiáng)大的能力，伴隨小波變換理論的不斷發(fā)展，它在通信技術(shù)、信號處理、地球物理、水利電力、圖像處理、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。在圖像處理領(lǐng)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(biāo)準(zhǔn)是以提升離散小波作為核心的變換算法，在該標(biāo)準(zhǔn)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(xué)研究的一個(gè)重

2、點(diǎn)，同時(shí)在更高效的平臺上實(shí)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(chǎn)工藝、架構(gòu)以及功耗等方面的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到瓶頸，同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對于數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，進(jìn)行更加復(fù)雜的運(yùn)算，因此多核處理器逐漸成為主流，由于芯片技術(shù)的發(fā)展，處理器內(nèi)集成的獨(dú)立計(jì)算的執(zhí)行單元數(shù)量增加，執(zhí)行核的結(jié)構(gòu)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(shù)量

3、將達(dá)到成百個(gè)甚至上千個(gè)。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(jì)算平臺。HyperX處理器由100個(gè)獨(dú)立計(jì)算的低功耗的執(zhí)行單元組成，提供了一個(gè)大規(guī)模并行計(jì)算結(jié)構(gòu)，能夠平衡通信和計(jì)算量，實(shí)時(shí)可重構(gòu)，具有非常好的性能。
　　本文針對在高性能并行平臺HyperX上的9/7離散小波變換設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。通過對HyperX平臺的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及它的開發(fā)模式進(jìn)行長時(shí)間的探索，對處理器內(nèi)部執(zhí)行單元間通信的性能進(jìn)行測

4、試與分析，設(shè)計(jì)了一種在HyperX并行計(jì)算平臺上可行的數(shù)據(jù)分割與通信模式，并對HyperX平臺上的9/7離散小波變換進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，接著針對HyperX處理器的片內(nèi)外通信方式和HyperX處理器的資源利用率對9/7離散小波變換的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，最后對相關(guān)工程進(jìn)行了一系列的測試，其中測試內(nèi)容主要包括平臺上的數(shù)據(jù)通信測試、9/7小波的正確性測試以及執(zhí)行速度測試。通過測試結(jié)果分析了HyperX并行計(jì)算平臺的性能。測試結(jié)果表明，與其他眾核處理器或并