【摘 要】
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图像滤波算法能够在尽量不影响图像细节特征的前提下,消除或抑制图像中的噪声,在图像处理领域具有关键作用。FT-M7002作为一款国产的具有向量多核体系结构的高性能DSP,适用于图像处理领域,但目前面向该处理器所进行的图像处理算法库的开发和优化研究较少,缺乏相应的函数算法库的支持。本文开展面向FT-M7002处理器图像滤波算法的研究与实现,并结合其体系结构特征对该算法进行并行优化,能够填补FT-M70
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图像滤波算法能够在尽量不影响图像细节特征的前提下,消除或抑制图像中的噪声,在图像处理领域具有关键作用。FT-M7002作为一款国产的具有向量多核体系结构的高性能DSP,适用于图像处理领域,但目前面向该处理器所进行的图像处理算法库的开发和优化研究较少,缺乏相应的函数算法库的支持。本文开展面向FT-M7002处理器图像滤波算法的研究与实现,并结合其体系结构特征对该算法进行并行优化,能够填补FT-M7002平台上图像滤波算法应用的空白,对促进国产软硬件的适配以及拓展国产高性能DSP的应用具有重要意义。本文主要工作如下:（1）设计了面向FT-M7002平台的图像滤波算法总体实现流程。通过对FT-M7002体系结构、硬件特点及图像滤波算法的深入研究,分析并阐述了高斯滤波及中值滤波算法在该平台上实现的可行性、难易程度及性能瓶颈,给出了算法的具体实现流程。（2）面向平台硬件特性与图像滤波算法特征,实现了支持多种数据类型（8U\16U\32F）的并行图像滤波算法接口。为充分利用硬件平台的计算与存储资源,在分析查找程序热点部分之后,结合图像滤波算法的程序特征,通过向量化改写、DMA传输优化、软件流水、循环优化等方法提升核心代码的执行效率和数据的访存效率,充分发挥了FT-M7002平台的计算能力。（3）设计了一种适用FT-M7002平台的向量比对接口。由于FT平台的向量比较指令不能直接得到中值滤波算法所需的数值结果,因此通过数据类型转换指令和乘法指令的组合,直接求解出计算过程所需的数值,并将其封装成通用的向量比对接口,进一步提升了算法性能,该接口方式在FT-M7002平台上具有一定的可扩展性。本文对优化后的图像滤波算法进行了正确性与性能测试,结果表明:在FT-M7002平台上,图像滤波优化算法针对不同输入数据均可以取得正确结果;高斯滤波优化算法核心函数加速比为7.4-41.6倍,算法总体加速比为1.39-2.75倍。中值滤波优化算法总体加速比为3.8-16.6倍。
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