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计算机统一设备架构加速外部计算机断层图像重建 被引量:2
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作者 曾理 倪风岳 +1 位作者 刘宝东 洪达平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2665-2671,共7页
外部计算机断层成像(CT)重建主要用于重建管状物(如管道)的管壁截面图像,具有重要的实际意义。外部CT重建算法中,带子区域平均图像总变差最小的凸集投影(SA-TVM-POCS)重建数值算法可以得到高质量的CT图像,可用于管道的无损检测。但由于... 外部计算机断层成像(CT)重建主要用于重建管状物(如管道)的管壁截面图像,具有重要的实际意义。外部CT重建算法中,带子区域平均图像总变差最小的凸集投影(SA-TVM-POCS)重建数值算法可以得到高质量的CT图像,可用于管道的无损检测。但由于在实现过程中计算量较大,阻碍了其在一些时间要求较高环境中的应用。计算机统一设备架构(Computer Unified Device Architecture,CUDA)是近几年发展起来的解决高强度计算的有效工具之一,该文利用CUDA的高强度并行计算性能,提高外部CT问题SA-TVM-POCS算法的速度,从而增加该算法的应用范围;为充分利用CUDA其高强度数据级并行计算能力,该文改进了SA-TVM-POCS算法的实现过程以适应CUDA的并行计算架构。实验结果表明,该文方法可以在重建图像质量没有下降的情况下,加速比达到20倍以上;所以,利用CUDA可以加快SA-TVM-POCS算法的计算速度。 展开更多
关键词 工业CT 外部图像重建 计算统一设备架构 SA-TVM-POCS算法 并行计算
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统一计算设备架构并行图割算法用于肝脏肿瘤图像分割 被引量:4
2
作者 李拴强 冯前进 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期641-647,共7页
统一计算设备架构(CUDA)技术使GPU通用计算(GPGPU)从图形硬件流水线和高级绘制语言中解放出来,开发人员无须掌握图形学编程方法即可在单任务多数据模式(SIMD)下完成高性能并行计算。在研究了CUDA的设计思想和编程方式的基础上,对图割算... 统一计算设备架构(CUDA)技术使GPU通用计算(GPGPU)从图形硬件流水线和高级绘制语言中解放出来,开发人员无须掌握图形学编程方法即可在单任务多数据模式(SIMD)下完成高性能并行计算。在研究了CUDA的设计思想和编程方式的基础上,对图割算法进行了并行改造,并在CUDA上实现了其并行化。结合肝脏肿瘤的特点,引入感兴趣区域,改进了交互方法,实现了对肝脏肿瘤的分割。实验结果表明,该方法分割结果准确,鲁棒性强,执行效率高,易于交互和扩展。 展开更多
关键词 统一计算设备架构(cuda) 图割 肝脏肿瘤 分割
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基于计算统一设备架物Fortran的直接模拟蒙特卡洛方法并行优化 被引量:2
3
作者 严立 戴欣怡 +2 位作者 陈佳洛 王平阳 欧阳华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1198-1204,共7页
利用基于图形处理器(GPU)的计算统一设备架构(CUDA)Fortran编程平台,对直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法进行并行优化,并以高超声速气动热计算为例,考察了串行与并行计算速度以及不同仿真分子数对并行效率的影响.结果表明,在保证计算精度不... 利用基于图形处理器(GPU)的计算统一设备架构(CUDA)Fortran编程平台,对直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法进行并行优化,并以高超声速气动热计算为例,考察了串行与并行计算速度以及不同仿真分子数对并行效率的影响.结果表明,在保证计算精度不变的情况下,程序取得了4~10倍的加速比,并且加速性能高低与计算规模大小成正比. 展开更多
关键词 直接模拟蒙特卡洛 FORTRAN 图形处理器 计算统一设备架构 气动热
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基于CUDA加速动态规划优化全景拼接的刮板输送机直线状态监测
4
作者 李博 侍守伊 +4 位作者 张建军 夏蕊 王学文 崔卫秀 倪强 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期45-51,60,共8页
为提高井下复杂恶劣环境下刮板输送机直线状态监测精度和实时性,提出了一种基于统一计算设备架构(CUDA)加速动态规划优化全景拼接的刮板输送机直线状态监测方法。首先,同步2路摄像头获取的刮板输送机图像的帧数、分辨率参数,对输入的视... 为提高井下复杂恶劣环境下刮板输送机直线状态监测精度和实时性,提出了一种基于统一计算设备架构(CUDA)加速动态规划优化全景拼接的刮板输送机直线状态监测方法。首先,同步2路摄像头获取的刮板输送机图像的帧数、分辨率参数,对输入的视频流进行暗通道清晰化处理,以消除井下煤尘、水雾等的干扰。其次,使用ORB算法检测和计算2路视频帧的特征点和描述子,通过K最近邻(KNN)匹配计算特征点间的匹配对,利用设置阈值比例的方法过滤错误的匹配点,使用随机抽样一致(RANSAC)算法计算出用于图像透视变换的单应性矩阵。然后,基于CUDA将读取Sobel算子、计算梯度、计算总能量差异、循环初始化权重与路径、寻找最佳接缝线分配到不同的线程中,并定义计算能量图和寻找最佳接缝线的核函数,完成2路图像沿接缝线融合的全景拼接。最后,使用霍夫变换方法对全景拼接的刮板输送机图像中部槽挡煤板进行直线拟合,并将拟合的直线绘制在全景拼接图像上,以反映刮板输送机的直线状态。实验及测试结果表明,CUDA加速动态规划优化全景拼接痕迹不明显,且处理速度快;通过霍夫变换对中部槽挡煤板拟合的直线与刮板输送机直线具有较好的一致性,可用于刮板输送机直线状态监测。 展开更多
关键词 刮板输送机直线状态监测 cuda加速 动态规划 全景拼接 霍夫变换 统一计算设备架构
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CUDA架构下外辐射源雷达杂波抑制并行算法 被引量:9
5
作者 武勇 王俊 +1 位作者 张培川 曹运合 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期104-111,共8页
为了解决用于杂波抑制的直接矩阵求逆算法在外辐射源雷达工程应用中实时处理困难的问题,提出了分段并行的直接矩阵求逆算法.充分考虑了直接矩阵求逆算法的特点,将整个运算块分解为多个规模相同的子运算块,在计算统一设备架构下对这些子... 为了解决用于杂波抑制的直接矩阵求逆算法在外辐射源雷达工程应用中实时处理困难的问题,提出了分段并行的直接矩阵求逆算法.充分考虑了直接矩阵求逆算法的特点,将整个运算块分解为多个规模相同的子运算块,在计算统一设备架构下对这些子运算块进行并行处理,达到了提高算法处理效率的目的.实验结果表明,在采样率为200kHz,杂波对消阶数为128的条件下,与传统的串行处理算法相比,该算法的运行效率提高了25倍,并成功用于某外辐射源雷达实时信号处理中. 展开更多
关键词 外辐射源雷达 杂波抑制 直接矩阵求逆算法 计算统一设备架构 并行
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CUDA全方位鱼雷直航射击概率图的实时计算
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作者 杨廷武 李长文 笪良龙 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第2期125-128,131,共5页
直航射击是经典的鱼雷攻击方式,射击命中概率分布图是指挥员进行鱼雷攻击的重要决策依据,在考虑各观测量误差的情形下,给出了计算直航鱼雷射击命中概率的解析公式,并将该公式移植到CUDA中并行计算完成,得到了全方位实时鱼雷直航射击概率... 直航射击是经典的鱼雷攻击方式,射击命中概率分布图是指挥员进行鱼雷攻击的重要决策依据,在考虑各观测量误差的情形下,给出了计算直航鱼雷射击命中概率的解析公式,并将该公式移植到CUDA中并行计算完成,得到了全方位实时鱼雷直航射击概率图,为指挥员现场战术决策提供重要依据。 展开更多
关键词 鱼雷攻击 命中概率 统一计算设备架构
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LP-SVM在CUDA架构上的加速实现 被引量:1
7
作者 兰远东 《数字技术与应用》 2014年第4期130-132,134,共4页
为了能在PC机上处理大规模数据集问题,提出了使用CUDA架构对LP-SVM的加速实现方法。该方法针对PC机内存小的缺点,对SVM的分解算法进行改编,得到求解LP-SVM的分解算法。LP-SVM分解算法每次只需要求解一个小规模的线性规划问题,避免一次... 为了能在PC机上处理大规模数据集问题,提出了使用CUDA架构对LP-SVM的加速实现方法。该方法针对PC机内存小的缺点,对SVM的分解算法进行改编,得到求解LP-SVM的分解算法。LP-SVM分解算法每次只需要求解一个小规模的线性规划问题,避免一次性把所有训练数据都装进内存。同时把求解线性规划中比较耗时的矩阵运算,移植到CUDA上进行,提高了求解效率。实验结果表明:LP-SVM算法在经过CUDA加速以后,算法的执行效率提高了10-35倍。 展开更多
关键词 机器学习 线性规划 支持向量机 图形处理器 统一计算设备架构
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基于CUDA的运动估计算法研究
8
作者 赵海国 《湖南理工学院学报(自然科学版)》 CAS 2012年第2期34-36,共3页
运动估计是H.264视频编码器中复杂度最高、耗时最长的模块.本文介绍了运动估计的基本原理以及全搜索算法FS(Full Search)和钻石搜索法DS(Diamond Search)等经典的运动估计算法,并引入了基于CUDA的运动估计算法:全域消除GEA算法和基于CUD... 运动估计是H.264视频编码器中复杂度最高、耗时最长的模块.本文介绍了运动估计的基本原理以及全搜索算法FS(Full Search)和钻石搜索法DS(Diamond Search)等经典的运动估计算法,并引入了基于CUDA的运动估计算法:全域消除GEA算法和基于CUDA的并行FS算法,有效地提高了H.264视频编解码速度. 展开更多
关键词 运动估计 统一计算设备架构 全搜索算法 钻石搜索法 全域消除算法
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基于CUDA架构的混合测向算法研究 被引量:1
9
作者 金莉 宋万杰 施治国 《雷达科学与技术》 北大核心 2018年第2期133-138,共6页
采用数字波束形成算法与合成导向矢量算法相结合的测高算法,提高了测角精度和测角速率。另外,为了进一步满足系统实时性要求,提出采用基于计算统一设备架构为平台完成雷达测角的方案,该方案利用并行计算平台和异构编程模型,首先在通用... 采用数字波束形成算法与合成导向矢量算法相结合的测高算法,提高了测角精度和测角速率。另外,为了进一步满足系统实时性要求,提出采用基于计算统一设备架构为平台完成雷达测角的方案,该方案利用并行计算平台和异构编程模型,首先在通用处理计算机上用CPU完成预处理,并控制信号处理的任务调度和负载分配,图形处理器实现数字波束形成算法和合成导向矢量算法,并与CPU进行比较。实验结果表明,利用计算统一设备架构技术实现的测高算法取得了比CPU算法更高的运算效率。 展开更多
关键词 数字波束形成算法 合成导向矢量算法 并行 异构编程模型 计算统一设备架构
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基于CUDA架构下的直方图均衡并行算法
10
作者 肖汉 肖诗洋 +1 位作者 孙陆鹏 郭宝云 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第3期654-663,共10页
为了提高图像对比度,解决传统的直方图均衡算法处理速度慢的问题,提出了基于统一计算设备架构(CUDA)的直方图均衡图像实时处理加速方案。利用图形处理器(GPU)强大的计算能力和CUDA优化的存储器结构,以加速直方图均衡中的图像灰度级投票... 为了提高图像对比度,解决传统的直方图均衡算法处理速度慢的问题,提出了基于统一计算设备架构(CUDA)的直方图均衡图像实时处理加速方案。利用图形处理器(GPU)强大的计算能力和CUDA优化的存储器结构,以加速直方图均衡中的图像灰度级投票、分布概率累加并映射以及图像新的灰度值填充等功能进行运算。在CUDA条件下,对直方图均衡算法进行串-并行分析,分别从粗粒度与细粒度角度进行并行设计,通过实验测定进行了设计参数寻优,获得了线程块设计参数的最优尺寸。结果表明,基于CUDA的图像直方图均衡并行算法的性能相比基于CPU的串行算法和基于开放多处理(OpenMP)并行算法分别获得了61.58和32.00倍的加速比,能够为大规模实时性图像处理系统设计提供参考。 展开更多
关键词 直方图均衡 图像增强 图形处理器 统一计算设备架构 并行算法
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基于MPI+CUDA的异构并行可压缩流求解器 被引量:7
11
作者 刘枫 李桦 +1 位作者 田正雨 潘沙 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期6-10,共5页
在CPU/GPU异构体系结构计算集群上,建立了基于MPI+CUDA的异构并行可压缩流求解器。讨论了异构结构上的可压缩流并行算法的并行模式,在CPU上执行计算密集度低、指令复杂的计算任务,在GPU上执行计算密集度高、指令单一的计算任务。通过数... 在CPU/GPU异构体系结构计算集群上,建立了基于MPI+CUDA的异构并行可压缩流求解器。讨论了异构结构上的可压缩流并行算法的并行模式,在CPU上执行计算密集度低、指令复杂的计算任务,在GPU上执行计算密集度高、指令单一的计算任务。通过数个算例,对比了异构并行计算和传统CPU并行计算计算结果和计算效率。将该算法运用于高超声速流动的数值模拟中,数值结果显示,基于MPI+CUDA的异构并行可压缩流求解器鲁棒性好,计算效率较CPU同构并行计算提高10倍以上。 展开更多
关键词 消息传递接口 统一计算设备架构 异构计算 可压缩流
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基于GPU计算平台的三维波动方程叠前深度偏移 被引量:5
12
作者 匡斌 杜继修 +2 位作者 王华忠 郭见乐 单联瑜 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期705-709,836+661,共5页
GPU/CPU协同并行计算是一项全新的、具有革命性的技术,将对地震资料处理行业产生深远的影响。本文在充分发挥GPU存储带宽宽、多寄存器和多处理器结构特点的基础上,通过改进地震成像并行计算模块的核心函数,形成一套波动方程地震成像GPU... GPU/CPU协同并行计算是一项全新的、具有革命性的技术,将对地震资料处理行业产生深远的影响。本文在充分发挥GPU存储带宽宽、多寄存器和多处理器结构特点的基础上,通过改进地震成像并行计算模块的核心函数,形成一套波动方程地震成像GPU高效并行算法,并取得理想的加速比和可扩展性。所形成的一套GPU/CPU平台下波动方程叠前深度偏移软件,已投入地震资料处理实际应用。理论模型试算和实际资料的处理验证了本方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 图形处理器 统一计算设备架构 波动方程叠前深度偏移
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CUDA加速的地图代数并行算法 被引量:1
13
作者 张剑波 周斯波 张帅 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第1期139-143,共5页
针对传统地图代数实现方法应用于海量栅格数据计算时效率低下的问题,在一种全新的GPU并行编程模型CUDA上,利用地图代数算子体现出来的基于栅格点集、处理流程相对固定、数据处理具有内在的并行性等特点,将传统的串行算法映射到GPU并行... 针对传统地图代数实现方法应用于海量栅格数据计算时效率低下的问题,在一种全新的GPU并行编程模型CUDA上,利用地图代数算子体现出来的基于栅格点集、处理流程相对固定、数据处理具有内在的并行性等特点,将传统的串行算法映射到GPU并行处理架构上,旨在从串行算法的并行化映射、计算机图形处理器资源的自适应参数调整等多角度来研究地图代数空间并行算法的实现机制,为空间分析算法的优化研究提供一种新的解决思路。 展开更多
关键词 地图代数 统一计算设备架构(cuda) 并行计算
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基于CUDA和DEM数据的地杂波快速仿真 被引量:5
14
作者 范国忠 黄志强 +1 位作者 张先义 杨正龙 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2010年第9期79-83,共5页
论述了针对地面雷达,采用统一计算设备架构和数字高程模型来仿真地杂波的一种快速实现算法。为便于后面问题的阐述,介绍了统一计算设备架构的一些基本概念,以便对统一计算设备架构有初步的了解;给出利用统一计算设备架构和数字高程模型... 论述了针对地面雷达,采用统一计算设备架构和数字高程模型来仿真地杂波的一种快速实现算法。为便于后面问题的阐述,介绍了统一计算设备架构的一些基本概念,以便对统一计算设备架构有初步的了解;给出利用统一计算设备架构和数字高程模型数据对地面雷达地杂波进行仿真的基本方法及仿真结果,并进行了简要的分析。仿真结果表明,由该方法得到的地杂波能够较好地反映出特定场景的地面起伏特性;而对于算法速度的分析表明,该方法与传统算法相比有了很大的提升。 展开更多
关键词 统一计算设备架构 数字高程模型 地面雷达 杂波仿真
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利用CUDA技术实现锥束CT图像快速重建 被引量:10
15
作者 王珏 曹思远 邹永宁 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期315-320,共6页
锥束CT三维重建算法的计算量和传输量巨大,仅利用CPU来计算,无法满足实时、快速、准确重建的要求,根据图形处理器运算能力强、存储带宽大的特点,研究了一种不需要学习图形API,就可以在图形处理器上实现三维重建算法的快速运算的方法。... 锥束CT三维重建算法的计算量和传输量巨大,仅利用CPU来计算,无法满足实时、快速、准确重建的要求,根据图形处理器运算能力强、存储带宽大的特点,研究了一种不需要学习图形API,就可以在图形处理器上实现三维重建算法的快速运算的方法。该方法采用基于统一计算设备架构的图形处理器,通过这种新架构的编程模式,利用图形处理器中的流处理器来加快滤波和反投影计算,实现了FDK算法的重建加速,与利用图形API的重建方法相比,开发门槛较低。对于尺寸为5123的单精度浮点数据格式的图像,重建时间可以缩短到一分钟以内,并且GPU与计算机的传输时间小于1秒。实验结果表明与仅利用CPU的重建方法相比,本文提出的图像加速方法得到了较高的时间加速比。 展开更多
关键词 锥束CT 图形处理器 统一计算设备架构 流处理器FDK算法 重建加速
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一种利用CUDA技术实现雷达余辉效果的方法 被引量:3
16
作者 王金波 察豪 刘峰 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2012年第3期103-106,共4页
雷达PPI显示器余辉效果的好坏直接影响雷达模拟器的逼真程度,从而影响受训人员的训练效果。为实现高度逼真的雷达余辉效果,克服余辉模拟中坐标变换及余辉计算对运算速度需求较高的问题,利用新近出现的CUDA并行处理技术将在CPU上处理耗... 雷达PPI显示器余辉效果的好坏直接影响雷达模拟器的逼真程度,从而影响受训人员的训练效果。为实现高度逼真的雷达余辉效果,克服余辉模拟中坐标变换及余辉计算对运算速度需求较高的问题,利用新近出现的CUDA并行处理技术将在CPU上处理耗时较多的坐标变换及余辉计算搬移到GPU上来实现,克服了传统雷达余辉模拟方法中存在的不足。同时,传统余辉模拟方法中无法实现的高转速扫描余辉模拟,以及由于目标数据致使天线转速不稳等问题也得以解决,使用该方法可以实现导航等多型雷达的高转速扫描线余辉模拟。利用该方法研制的雷达训练模拟器已装备到某训练基地,用于雷达兵实际的教学、训练和考核,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 雷达 统一计算设备架构 GPU
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CPU+多GPU异构协同计算的体系结构研究 被引量:3
17
作者 李龙飞 贺占庄 徐丹妮 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2014年第3期98-101,共4页
以CUDA架构为例,对传统的CPU+单GPU架构进行了分析,提出了一种CPU+多GPU异构协同计算的系统方案,对关键的CPU对多GPU的管理及多GPU间数据通信等问题做了重点讨论,从理论上进行了可行性分析,并提出了相应的优化方法.
关键词 图形处理器 统一计算设备架构 多GPU 异构协同计算
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基于CUDA的超声二维声场EFIT仿真 被引量:2
18
作者 宋波 李威 廉国选 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1322-1328,共7页
随着图形处理器(GPU)的快速发展,基于计算设备统一构架(CUDA)可以方便地将并行计算技术应用于超声声场数值仿真计算,极大地提升计算效率。阐述了弹性动力学有限积分算法(EFIT)的原理,在采用CPU实现带吸收边界的钢材料二维点源激励声场... 随着图形处理器(GPU)的快速发展,基于计算设备统一构架(CUDA)可以方便地将并行计算技术应用于超声声场数值仿真计算,极大地提升计算效率。阐述了弹性动力学有限积分算法(EFIT)的原理,在采用CPU实现带吸收边界的钢材料二维点源激励声场仿真的基础上,基于GPU实现了仿真模型的并行计算,介绍了GPU程序的设计流程和参数优化方法,包括纹理内存使用、吸收边界优化和数据传输优化。对比了相同条件下CPU和GPU仿真计算的耗时和平均计算效率,定量分析了GPU对于EFIT模型效率的提升。比对结果表明,EFIT具有良好的并行计算条件,采用并行计算方法能够有效提升模型计算速度,对于复杂声场仿真应用具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 并行计算 弹性动力学有限积分算法(EFIT) 二维声场 图形处理器(GPU) 计算设备统一构架(cuda)
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利用CUDA实现上位机的实时目标跟踪 被引量:3
19
作者 邓浩 杨菲 +1 位作者 潘旭东 游安清 《信息与电子工程》 2010年第3期368-371,共4页
在上位机进行实时目标跟踪,使用传统的CPU进行计算往往由于数据处理量大而消耗很多计算时间,影响实时性和跟踪效果。近年来,nVidia公司提出的CUDA架构利用GPU进行并行计算,极大提高了运算速度。本文在介绍CUDA架构的特性及软硬件实现原... 在上位机进行实时目标跟踪,使用传统的CPU进行计算往往由于数据处理量大而消耗很多计算时间,影响实时性和跟踪效果。近年来,nVidia公司提出的CUDA架构利用GPU进行并行计算,极大提高了运算速度。本文在介绍CUDA架构的特性及软硬件实现原理的基础上,利用CUDA来实现上位机的实时目标跟踪,并与传统方法的计算速度进行了比较。结果表明,CUDA的应用使上位机目标跟踪的实时性得到了很大提升,可以将其应用于其它众多领域。 展开更多
关键词 并行计算 图像处理单元 统一计算设备架构 目标跟踪
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CUDA加速的DNA-蛋白质匹配及其优化 被引量:1
20
作者 陈春雷 慕德俊 +1 位作者 张慧翔 胡伟 《电子技术应用》 北大核心 2013年第9期135-138,共4页
设计实现了一种使用统一计算设备架构(CUDA)加速DNA-蛋白质匹配的方法。详细介绍了一种基于退火算法的DNA-蛋白质匹配方法和CUDA的特点,从计算的角度对匹配方法进行了分析。基于CUDA设计实现并行化方法,并根据CUDA的线程调度策略对并行... 设计实现了一种使用统一计算设备架构(CUDA)加速DNA-蛋白质匹配的方法。详细介绍了一种基于退火算法的DNA-蛋白质匹配方法和CUDA的特点,从计算的角度对匹配方法进行了分析。基于CUDA设计实现并行化方法,并根据CUDA的线程调度策略对并行方法进行了优化。实验结果表明,最大可获得15倍左右的加速比。 展开更多
关键词 DNA-蛋白质匹配 统一计算设备架构 退火算法 线程调度
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