学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于众核处理器的高清内窥镜图像处理软件研发

作　者: 刘宇光
导　师: 周凡
学　校: 浙江大学
专　业: 仪器仪表工程
关键词: 高清内窥镜 TILE-Gx8036 图像前端处理 JPEG XR编解码
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 2次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

医用电子内窥镜是重要的临床检查和治疗仪器。随着高清电视(HDTV)技术引入内窥镜视频处理系统,已经出现了分辨率1080p、帧率30fps的医用电子内窥镜产品,但是内窥镜的特殊应用场景需要更好的动态效果和稳定性,因而有必要研发分辨率1080p、帧率60fps的内窥镜视频处理系统,同时该系统要有压缩效率高的图像编码来进行关键帧压缩存储。本论文在TILE-Gx8036众核处理器平台上开发了分辨率1080p、帧率60fps的内窥镜视频处理系统中的图像处理软件,包括图像前端处理软件和JPEG XR图像编解码软件。首先,本文在分析图像前端处理各功能模块原理的基础上,采用功能划分的8核并行架构开发了图像前端处理软件；并结合TILE-Gx8036处理器特征进行了汇编优化、编译器优化和存储优化。实验结果表明图像前端处理算法对1080p图像的处理速率达到61.8fps,并行加速比达到4.45。另外,本文在分析JPEG XR图像压缩标准特性的基础上,采用功能划分和数据划分相结合的30核并行架构研发了JPEG XR图像编码软件,实验结果表明,该研发方法有效提高了编码速度,对1080p图像的编码速率达到每秒20帧以上,并行加速比可达到14.17；另一方面采用功能划分的6核并行架构研发了JPEG XR图像解码软件,实验结果表明,该软件每秒解码的1080p图像可达5帧,并行加速比可达到3.14。最后,在总结课题的基础上,对进一步提高图像前端处理软件的图像处理质量和提升JPEG XR编解码的并行加速比的未来研究方向进行展望。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
1 绪论  10-25
  1.1 课题背景与意义  10-11
  1.2 课题相关技术介绍  11-23
    1.2.1 图像前端处理  11-13
    1.2.2 静态图像压缩标准介绍  13-16
    1.2.3 JPEG XR编解码  16-21
    1.2.4 多核处理技术  21-23
  1.3 课题研究内容  23
  1.4 论文组织结构  23-25
2 硬件开发平台  25-33
  2.1 Tilera众核处理器的发展简介  25-26
  2.2 TILE-Gx8036众核处理器  26-28
    2.2.1 硬件架构  26-27
    2.2.2 指令集  27-28
    2.2.3 系统软件栈  28
  2.3 开发调试环境和测试环境介绍  28-32
  2.4 本章小结  32-33
3 图像前端处理软件研发  33-46
  3.1 图像前端处理算法优化  33-35
  3.2 基于众核处理器的图像前端处理研发  35-40
    3.2.1 模块划分  35-36
    3.2.2 图像前端处理并行架构开发  36-38
    3.2.3 图像前端处理整体流程  38-40
  3.3 基于众核处理器的图像前端处理优化  40-43
    3.3.1 汇编优化  40-41
    3.3.2 编译器优化  41-42
    3.3.3 存储器优化  42-43
  3.4 图像前端处理测试结果及分析  43-45
    3.4.1 测试方法  43-44
    3.4.2 并行运行效率测试  44-45
    3.4.3 图像处理结果  45
  3.5 本章小结  45-46
4 JPEG XR编码软件研发  46-62
  4.1 JPEG XR编码算法优化  46-47
    4.1.1 编码器功能简化和参数规定  46-47
    4.1.2 编码流程优化  47
  4.2 基于众核处理器的编码软件研发  47-56
    4.2.1 编码模块划分和并行架构开发  47-52
    4.2.2 编码器进程间同步和数据交互  52-53
    4.2.3 编码器总体流程  53-56
  4.3 编码器测试结果及分析  56-61
    4.3.1 编码器测试方法  56-57
    4.3.2 编码器正确性和性能测试  57-60
    4.3.3 编码器各功能模块性能测试  60-61
  4.4 本章小结  61-62
5 JPEG XR解码软件研发  62-75
  5.1 JPEG XR解码算法优化  62-64
    5.1.1 解码器功能简化和参数规定  62
    5.1.2 解码流程优化  62-64
  5.2 基于众核处理器的解码软件研发  64-69
    5.2.1 解码模块划分和并行架构开发  64-67
    5.2.2 解码器进程间同步和数据交互  67
    5.2.3 解码器总体流程  67-69
  5.3 解码器测试结果及分析  69-74
    5.3.1 解码器测试方法  69-70
    5.3.2 解码器正确性和运行时间测试  70-73
    5.3.3 解码器各功能模块性能测试  73-74
  5.4 本章小结  74-75
6 总结与展望  75-77
  6.1 总结  75-76
  6.2 展望  76-77
参考文献  77-80
作者简介  80

基于众核处理器的高清内窥镜图像处理软件研发

内容摘要

全文目录

相似论文