基于GPU-多核CPU平臺下并行計算的實時超分辨和立體視圖生成.pdf

1、近些年來,許多因素導(dǎo)致了計算產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向了并行化發(fā)展的方向。在這過程中,受市場對實時、高清晰3維圖形繪制的需求驅(qū)使,可編程的圖形處理單元(GPU)逐漸發(fā)展進化成為了具有強大計算能力、非常高內(nèi)存帶寬的高度并行、多線程的眾核處理器。GPU在性能上的飛速發(fā)展也使得利用GPU加速通用的計算逐漸成為研究熱點。目前,許多行業(yè)及其應(yīng)用領(lǐng)域都已經(jīng)使用GPU進行并行計算來達到數(shù)量級的性能提升從而獲得了很大的成功。另一方面,傳統(tǒng)的中央處理器(CPU)也已經(jīng)向著

2、多核并行架構(gòu)發(fā)展,因而也能夠提供強大的計算能力來減輕復(fù)雜處理中的計算壓力。
　　本論文著重解決圖像/視頻處理領(lǐng)域的兩個問題:超分辨重構(gòu)和立體影像生成中的視圖合成。首先,我們致力于去通過研究有效的方法得到高質(zhì)量的處理結(jié)果。然后通過GPU加速的并行計算得到處理速度的提升從而獲得實時處理的系統(tǒng)性能。我們還對多核CPU平臺下的并行計算進行了研究,優(yōu)化的實現(xiàn)了我們提出的超分辨算法。
　　本文主要工作集中在以下幾個方面:
　　(1

3、)在圖像/視頻超分辨處理問題中,我們設(shè)計了一個簡單但有效的可用于圖像/視頻的GPU超分辨框架和一個可以高度并行化的算法。通過考慮我們方法中存在的計算瓶頸問題,系統(tǒng)被優(yōu)化的實現(xiàn)以獲得實時處理系能。
　　(2)通過將一個完整的超分辨處理分割為許多子塊并將每一個子塊的超分辨映射到一個處理核心來執(zhí)行,我們在多核CPU平臺上并行的實現(xiàn)了超分辨方法。同時,通過采用有效的去塊效應(yīng)方法,由于分塊處理帶來的塊效應(yīng)也被消除。
　　(3)在解決立

4、體視圖生成問題時,我們提出了一種深度自適應(yīng)的深度圖預(yù)處理方法來分辨處理前景和背景的深度值從而合理地減少了幾何扭曲以及深度線索丟失等現(xiàn)象。深度自適應(yīng)的方法也同樣被結(jié)合到了填洞處理的過程中來提升最終生成視圖的質(zhì)量。另外,通過使用超分辨計算來降低空洞區(qū)域填洞后存在的模糊效應(yīng)可以進一步提升生成視圖的質(zhì)量。
　　(4)通過提高內(nèi)存訪問以及并行執(zhí)行效率的策略,整個立體視圖生成算法優(yōu)化的在GPU上并行得以實現(xiàn),達到了實時處理的性能。