基于并行圖像處理的NoC結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計.pdf

1、隨著圖像處理技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，針對圖像處理算法實現(xiàn)的平臺，圖像處理系統(tǒng)的研究也日益受到人們的重視。傳統(tǒng)互連結(jié)構(gòu)片上系統(tǒng)System-On-Chip(SOC)已經(jīng)不能滿足多核中各IP之間的通信要求。隨著用戶要求的不斷提高和電池儲蓄量的限制，未來的多處理器SoC(MPSoC)面臨了新的挑戰(zhàn)高性能低功耗，需要新型的多核芯片互連結(jié)構(gòu)Network-on-Chip(NoC)已經(jīng)成為當(dāng)前國際多核芯片研究領(lǐng)域的新熱點，其核心思想是將計算機

2、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)移植到芯片設(shè)計中以解決多核芯片的互連通信問題。
　　圖像處理器的結(jié)構(gòu)是關(guān)系到圖像處理速度與質(zhì)量的關(guān)鍵因素，特別是采用并行方式實現(xiàn)圖像處理的NoC結(jié)構(gòu)，是目前處理器研究與設(shè)計領(lǐng)域的熱點問題。本論文的目的就是在對現(xiàn)有可收集到的并行圖像處理器NoC結(jié)構(gòu)以及相關(guān)圖像處理算法并行實現(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，對并行圖像處理器NoC結(jié)構(gòu)進行研究與分析，并結(jié)合相關(guān)的圖像分割算法并行實現(xiàn)技術(shù)，提出一種并行處理器NoC結(jié)構(gòu)。
　　本文首先對空間

3、和時間的算法復(fù)雜度進行了介紹，基于C語言實現(xiàn)算法的執(zhí)行過程提出了一種與微處理器和指令執(zhí)行結(jié)構(gòu)無關(guān)的操作算子消耗模型(OperatorCost Model，OCM)，在分析過程中無需考慮算法實現(xiàn)的方法，只與算法本身的計算過程有關(guān)，用于對算法本身進行優(yōu)化，降低計算復(fù)雜度，從而達到提高算法處理速度的目的。通過對MST圖論分割算法和Mean Shift圖像分割計算過程的分析，得到了各自的操作算子消耗模型OCM，并詳細分析各個操作算子對模型的影響

4、。同時，通過結(jié)合基于MST圖論分割算法和Mean Shift圖像分割算法數(shù)據(jù)流程圖DFG的并行應(yīng)用設(shè)計進行分析比較，得出Mean Shift算法的結(jié)構(gòu)，使得操作過程更加適合NoC并行執(zhí)行結(jié)構(gòu)。最后對Mean Shift分割算法的并行結(jié)構(gòu)分析設(shè)計，得出各個并行通用處理單元GPU的個數(shù)和對算法執(zhí)行時間的影響。
　　本文的主要研究成果為:
　　1、提出了與微處理系統(tǒng)無關(guān)的算法操作算子消耗模型OCM;
　　2、詳細對基于MST