[发明专利]一种基于CUDA的快速非重叠模板匹配计算方法

权利要求书

1.一种基于CUDA的快速非重叠模板匹配计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：预先搭建用于非重叠模板匹配计算的CUDA环境，包括CPU端和GPU端；

步骤二：采集待检测样本数据，并将数据存储于CPU端；

步骤三：在GPU端分配存储空间，将检测数据与模板从CPU传至GPU端；

步骤四：将每条待检测数据序列分为N个长度为M的子块，控制GPU端并行计算长度为m的模板在第i个子块序列中发生的次数W_i；

步骤五：将所述W_i值传回CPU端进行P-value计算，所述P-value为在假设序列随机成立的情况下，错误被接受的概率。

2.根据权利要求1所述的一种基于CUDA的快速非重叠模板匹配计算方法，其特征在于：所述步骤四中控制GPU端并行计算所述待检测样本数据中匹配模板发生次数的具体包括：

定义运行在所述GPU端的Kernel核函数，以对所述待检测样本的多个子块中模板的发生次数进行并行计算：

将所述待检测样本序列从CPU端传输至GPU的全局内存，根据所述模板数量确定并行计算时的所需线程块以及线程的数量，依据预先设定的线程块的参数和所述线程数量计算得到所述kernel核函数在并行计算时所对应的网格参数，在所述CPU端调用API函数以控制所述Kernel核函数在所述GPU端上运行，以得到所述的发生次数，并将计算得到的所述发生次数从GPU端传输至CPU端。

3.根据权利要求2所述的一种基于CUDA的快速非重叠模板匹配计算方法，其特征在于：所述步骤四中模板在子块序列中发生次数的计算步骤为：

步骤4.1：将每条序列分为N个长度为M的子块；

步骤4.2：使用二进制格式读取随机数数据后，用移位算法将m位随机数倒序写入整型数中，即将随机数打包；

步骤4.3：使用移位算法将m位模板序列倒序写入整型数中，即将模板序列打包；

步骤4.4：用一个m位模板序列打包后的模板串与连续的m位随机数打包后的序列串进行匹配；

如果模板串=序列串，那么表示模板匹配成功一次，表示第i个子块中模板B发生的次数W_i加一，并执行步骤4.5；

如果模板串≠序列串，则执行步骤4.6；

步骤4.5：将随后的m位随机数继续打包生成一个新的序列串数据，重复步骤4.4；

步骤4.6：读取一个新的随机数，再将这个新的随机数写入序列串中的第8位，打包后生成一个新的序列串数据，然后重复步骤4.4。

4.根据权利要求3所述的一种基于CUDA的快速非重叠模板匹配计算方法，其特征在于：所述步骤四中控制GPU端进行数据并行计算处理具体为：将数据分块产生的子块序列均同时和模板序列进行匹配，实现子块序列之间的并行计算；每条线程只负责一个模板的计算，实现模板之间的并行计算。