全方位图像并行展开优化算法的研究与实现

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近年来,随着微处理器朝着多核心方向的发展,多核处理器越来越多地应用到了各个不同的领域中。当今多核技术的发展带来了高性能计算发展的新趋势。因此,将多核技术应用到全方位视觉领域中无疑为全方位视觉系统性能的提高起到至关重要的作用。全方位图像展开算法运算量大,采用单核处理器技术难以满足展开速度的要求。而直接采用当前的多核处理器时,因为全方位图像展开算法本身还只是串行算法,所以仍不能充分利用多核处理器的高性能计算的特性,不能解决全方位展开算法计算量大的问题。这样,限制了全方位视觉技术的应用范围。针对此问题,采用多核处理器对基于边缘平滑的双线性内插值法和查表法结合的全方位图像展开算法进行理论研究,通过用多核并行计算技术来分析全方位图像展开算法计算量大部分的任务的性能瓶颈和并行前的可行性分析,着重研究全方位图像展开成全景图像部分的算法并行化,提出全方位图像的并行展开算法。并且通过OpenMP程序进行多核多线程编程,来实现全方位图像的并行展开算法。然后,用并行展开所需的执行时间,做并行加速比、并行效率的性能度量。为了进一步提高并行算法,还改进了全方位图像的串行展开算法。通过改进前的全方位图像的串、并行展开算法和改进后串、并行算法进行展开时间、并行效率、渲染速度等的分析、比较,得出改进后串、并行算法优于改进前的算法。并行展开算法的平均并行效率达到90.2%,比改进前的提高了13.045%。改进后,1024×768高分辨率的全方位图像达到26.281帧/秒的播放速度。其串、并行展开时间是71.06ms和38.05ms,而改进前其展开时间分别是120.4ms和73.08ms。全方位图像的并行优化算法提高了全方位视觉软件整体的展开性能,有效解决了全方位图像展开算法运算量大影响图像展开时间的问题。
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