[发明专利]一种用GPU通过分块实现快速小波变换的方法

摘要

本发明公开了一种用GPU通过分块实现快速小波变换的方法，主要解决了现有技术小波变换速度慢的问题。本发明针对图形处理单元GPU的并行计算架构的特点，设计了一种将数据分块并行处理的方法，包括拷贝原始图像、数据分块、数据扩展、拷贝数据到共享内存、行变换、列变换、取消数据扩展、拷贝变换后数据到主机内存的步骤。本发明通过将分块数据扩展来保证小波变换结果的准确性；通过在共享内存中进行变换提高数据的访问速度，避免了数据与全局内存的交互；通过图像块与图像块的并行、图像块分部各像素点之间的并行提高了整幅图像的处理速度。

主权项

一种用GPU通过分块实现快速小波变换的方法，包括如下步骤：(1)拷贝原始图像：在图形处理单元GPU中分配两块全局内存A和B，将原始图像拷贝到全局内存A中；(2)数据分块：将原始图像按照二维网格的方式分成宽24像素、高24像素的图像块；(3)数据扩展：将每个图像块向其四周方向各延伸四个像素，处于边缘不能延伸的，则进行对称扩展，得到扩展图像块；(4)拷贝数据到共享内存：4a)在图形处理单元GPU中分配与扩展图像块个数相同的block，每个block对应一个扩展图像块；4b)为每个block分配大小为33乘32的共享内存以及32乘32个线程；4c)将每个扩展图像块拷贝到与其对应的block的共享内存中，每个线程完成一个像素点的拷贝，并将共享内存中每一行的最后一个存储空间保留不用；(5)行变换：对于每个block，使用其中的32个线程对共享内存中的数据进行行变换，每个线程完成扩展像素块的一行数据的变换；(6)列变换：对于每个block，使用其中的32个线程对共享内存中的数据进行列变换，每个线程完成扩展像素块的一列数据的变换；(7)取消数据扩展：对于每个block，将变换后的扩展图像块上下各四行、左右各四列的数据排除，得到一个24乘24的数据块；(8)拷贝数据块：8a)将每个block的数据块拷贝到全局内存B中，拷贝的过程中进行尺度变换；8b)待所有的block拷贝完成后，将全局内存B中的数据拷贝至主机内存中， 释放图形处理单元GPU中的两块全局内存A和B。