集成众核上快速独立成分分析降维并行算法

高光谱遥感影像快速独立成分分析(fast independent component analysis,FastICA)降维过程包含大规模矩阵计算及大量迭代计算.通过热点分析,面向集成众核(many integrated core,MIC)架构设计了协方差矩阵计算、白化处理和ICA迭代等热点并行方案,提出和实现一种M-FastICA并行降维算法,并构建算法性能模型;基于集成众核研究并行程序优化策略,针对各热点并行方案提出一系列优化策略,特别是创新性地提出一种下三角阵负载均衡方法,并量化测试其优化效果.实验结果显示M-FastICA算法最高可加速42倍,比24核CPU多线程并行快2.2倍;探讨了波段数与并行程序性能的关系;实验数据验证了算法性能模型的准确性.

GPU上高光谱快速ICA降维并行算法

高光谱影像降维快速独立成分分析过程包含大规模矩阵运算和大量迭代计算。通过分析算法热点，设计协方差矩阵计算、白化处理、ICA迭代和Ic变换等关键热点的图像处理单元映射方案，提出并实现一种G-FastICA并行算法，并基于GPU架构研究算法优化策略。实验结果显示：在处理高光谱影像降维时，CPU／GPU异构系统能获得比CPU更高效的性能，G—FastICA算法比串行最高可获得72倍加速比，比16核CPU并行处理快4～6．5倍。

基于集成众核的3D蒙特卡罗半导体器件模拟器

3D蒙特卡罗器件模拟计算量大,计算量随网格与粒子数增加而急剧增加。通过分析3D蒙卡模拟加速热点和进一步可并行性,研究有效电势方法的集成众核并行方案;研究粒子自由飞行、统计模拟信息、计算表面粗糙散射等热点并行方案,最终实现基于CPU/MIC的三级并行3D蒙特卡罗器件模拟软件。实验结果显示,三级并行比单级并行获得更好的性能;当提高模拟精度时,相比单级并行,三级并行蒙特卡罗模拟加速比增加。

基于CUBLAS和CUDA的MNF并行算法设计与优化

为实现高光谱影像数据快速降维,基于nVidia的图像处理单元(graphic processing unit,GPU)研究最大噪声分数变换(Maximum Noise Fraction Rotation,MNF Rotation)降维算法的并行设计与优化,通过对加速热点并行优化,择优整合,设计并实现基于CUBLAS(CUDA Basic Linear Algebra Subprograms)库的MNF-L(MNF-on-Library)算法和基于CPU/GPU异构系统的MNF-C(MNF-on-CUDA)算法.实验结果显示MNF-L算法加速11.5~60.6倍不等,MNF-C算法加速效果最好,加速46.5~92.9倍不等.研究结果表明了GPU在高光谱影像线性降维领域的巨大优势.

基于CPU/GPU异构模式的高光谱遥感影像数据处理研究与实现

近年来,基于GPU的新型异构高性能计算模式的蓬勃发展为众多领域应用提供了良好的发展机遇,国内外遥感专家开始引入高性能异构计算来解决高光谱遥感影像高维空间特点所带来的数据计算量大、实时处理难等问题。在此简要介绍了高光谱遥感和CPU/GPU异构计算模式,总结了近几年国内外基于CPU/GPU异构模式的高光谱遥感数据处理研究现状和问题;并面向共享存储型小型桌面超级计算机,基于CPU/GPU异构模式实现了高光谱遥感影像MNF降维的并行化,通过与串行程序和共享存储的OpenMP同构模式对比,验证了异构模式在高光谱遥感处理领域的发展潜力。

基于GPU的图像监督分类算法的研究

文中介绍了3种经典的图像分类算法在GPU上的实现,分别是简单贝叶斯分类、KNN、SNN分类。GPU与CPU协同处理是目前使用得较多的结构模式。一般在GPU上执行计算量比较大的程序,CPU负责指挥协调。文中对这3种算法进行了测试,通过实验分析,3种算法的GPU并行程序分别获得了平均72.472,149.536,125.39倍的加速效果。使用的GPU架构是Tesla k20c。贝叶斯、KNN和SNN算法是监督分类算法。实验给出了3种算法图像处理的结果和时间,其均符合要求。

一种基于正弦变换的三维泊松方程并行求解算法

泊松方程的数值解法在许多物理或者工程问题上得到广泛应用,但是由于大部分三维泊松方程的离散化格式不具有明显的并行性,实际中使用整体迭代的思想,这使得计算效率和稳定性受到了限制。摒弃了传统数值解法中整体迭代的思想,结合离散正弦变换理论(DST),基于27点四阶差分格式,将三维泊松方程求解算法在算法级进行修改和并行优化,把整个求解问题转化成多个独立的问题进行求解,稳定性和并行性能得到大幅提升。对于确定的离散化形式,可以使用同一套参数解决不同的泊松方程,大大提高了编程效率。基于共享存储并行模型实现了该算法,实验结果显示,对于给出的实例,新算法具有较好的加速效果,计算结果精度误差约为10e-5,在可接受范围内,并且计算精度随着维数的升高具有一定提升。

基于GPU的高光谱遥感影像数据处理

高光谱图像在以超多波段、光谱分辨率高、信息量丰富等优点给人们提供便利的同时,也带来了实时处理难、计算量大等难题。近年来,基于GPU的通用计算以其强劲计算能力、高性价比和低能耗等优势席卷了高性能计算领域,国内外学者纷纷针对GPU展开高光谱数据的并行处理研究。文章对高光谱遥感和GPU研究现状进行了简要介绍,总结了近几年国内外基于GPU的高光谱数据研究现状,指出存在问题和进一步研究的方向,力求为领域科学家进行高光谱图像并行处理研究提供一定参考。

基于web的遥感影像并行系统设计

随着日益发展的遥感技术,大量的遥感图像正在出现,一个好的平台及它的方便的使用变得尤为重要。本系统是基于web的遥感影像并行系统的设计与实现,是基于B/S的结构设计,结合了MPI并行算法和GPU并行算法。其中使用了最新开发的贝叶斯,knn,snn在GPU上的程序,以及已经开发的基于GPU的PCA图像融合的程序。这些程序的使用使得计算图像分类和融合的速度大大加快。

基于DSP软加固下的功耗优化方法

由于太空中存在各种宇宙射线辐射,导致星载设备产生可靠性问题,使得高性能数字信号处理器(DSP)在航空航天中的应用受到制约,因此需要采取容错措施来对其进行加固处理。但软加固算法会使程序复算而增加系统开销,文章基于C6748 DSP平台,详细说明了在不影响检错率的情况下的功耗优化方法。实验结果表明,通过此方法在保证检错率的条件下能显著降低系统开销,同时也提升了执行效率。

法兰克福高级兔羊毛毯生产工艺探讨

本文介绍了法兰克福高级兔羊毛毯产品的特性、设计方案、工艺流程，并从纺、织、染各方面进行了探讨，提出了提高法兰克福高级兔羊毛毯的使用性能及其生产可行性的见解。

糖尿病治疗新方法

随着医学的发展，近年来糖尿病治疗的格局正在发生改变，外科手术及其他新疗法开始引入糖尿病的治疗，令人们对这种顽固的慢性病的控制甚至治愈产生了新的希望。