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随着图像处理技术在各个领域的应用越来越广,针对图像处理算法实现的平台,图像处理系统的研究也日益受到人们的重视。传统互连结构片上系统System-On-Chip (SOC)已经不能满足多核中各IP之间的通信要求。随着用户要求的不断提高和电池储蓄量的限制,未来的多处理器SoC (MPSoC)面临了新的挑战高性能低功耗,需要新型的多核芯片互连结构Network-on-Chip (NoC)己经成为当前国际多核芯片研究领域的新热点,其核心思想是将计算机网络技术移植到芯片设计中以解决多核芯片的互连通信问题。图像处理器的结构是关系到图像处理速度与质量的关键因素,特别是采用并行方式实现图像处理的NoC结构,是目前处理器研究与设计领域的热点问题。本论文的目的就是在对现有可收集到的并行图像处理器NoC结构以及相关图像处理算法并行实现技术的基础之上,对并行图像处理器NoC结构进行研究与分析,并结合相关的图像分割算法并行实现技术,提出一种并行处理器NoC结构。本文首先对空间和时间的算法复杂度进行了介绍,基于C语言实现算法的执行过程提出了一种与微处理器和指令执行结构无关的操作算子消耗模型(Operator Cost Model, OCM),在分析过程中无需考虑算法实现的方法,只与算法本身的计算过程有关,用于对算法本身进行优化,降低计算复杂度,从而达到提高算法处理速度的目的。通过对MST图论分割算法和Mean Shift图像分割计算过程的分析,得到了各自的操作算子消耗模型OCM,并详细分析各个操作算子对模型的影响。同时,通过结合基于MST图论分割算法和Mean Shift图像分割算法数据流程图DFG的并行应用设计进行分析比较,得出Mean Shift算法的结构,使得操作过程更加适合NoC并行执行结构。最后对Mean Shift分割算法的并行结构分析设计,得出各个并行通用处理单元GPU的个数和对算法执行时间的影响。本文的主要研究成果为：1、提出了与微处理系统无关的算法操作算子消耗模型OCM；2、详细对基于MST图论分割算法和Mean Shift分割算法的OCM模型和DFG流图进行了比较研究分析；3、对Mean Shift分割算法的NoC并行处理器执行结构进行设计,并深入研究了其并行执行时间和通用处理单元个数的关系。