面向GPU快速处理的地面材质数据压缩方法

为解决雷达图像仿真中海量地面材质数据的存储和加载问题,采用基于自适应最大行程长度编码和修正偶对的压缩算法进行材质数据的压缩,从而有效地减少了数据的存储量,消除数据传输的瓶颈,提高了数据传输的吞吐能力。压缩算法面向GPU快速处理,得到压缩数据适用于GPU进行快速解压。     

类天宫飞行器轨道衰降过程空气动力特性一体化建模并行优化设计

针对天宫一号目标飞行器无控飞行轨道衰降数值预报需要快速确定轨道积分高精度计算模型中的空气动力,在发展基于修正Boettcher/Legge非对称桥函数的天宫一号空气动力特性当地化算法基础上,对当地化算法的运算流程及对应程序代码进行了整体分析,根据原程序热点代码集中、数据独立性强及传输需求少等特点,发展了多核处理单元的并行优化方法。引入CUDA架构的GPU设备同时,开展了系统、算法以及语句三个层次的并行优化,设计了GPU内存对齐访问方案,使用数据传输函数,将算法求解部分内循环经过展开与合并,整理为整体移植入核函数的一个循环,利用GPU较强的并行计算能力提升运算效率,对函数、循环、指令等代码语句进行级别优化。使用设计的并行计算方案对类天宫飞行器空气动力特性当地化串行算法程序进行CPU+GPU移植优化,达到了近5倍的并行加速比,且使单次求解中GPU数据传输时间缩减为原来的23%,证实了并行方案和优化设计手段的高效实用性。在类天宫飞行器空气动力特性GPU并行算法程序验证基础上,使用GPU并行程序对天宫飞行器轨道衰降飞行340～120 km过程的气动特性进行了不同迎角、侧滑角等飞行姿态计算分析,提供了大量可供轨道飞行力学数值预报的空气动力计算数据。     

基于GPU的脉冲压缩并行化研究

在雷达数字脉冲压缩实时信号处理中,常需要每秒完成几亿甚至几百亿次的运算,采用能够专注于执行高度线程化并行任务的GPU实现脉冲压缩具有重要意义.根据线性调频信号和匹配滤波器理论基础,提出了基于GPU的脉冲压缩并行化实现方法.测试结果表明,基于GPU的脉冲压缩并行化方法相对于CPU有百倍以上的加速比.     

运动图象的数字压缩技术及其在军事装备中的应用

运动图象具有信息量大、动态感强、真实直观等特点,然而在实际应用中却存在数据量大,处理时间要求高等问题,所以研制压缩比大,实现方法灵活的数字图象压缩算法成为了近几年来信息处理的一个非常活跃的研究热点。本文主要介绍了运动图象的数字压缩的原理和方法,对高效压缩算法MPEG-4中所用到的关键技术进行了详细的讨论,最后结合工程实践简述了数字图象压缩技术在我军装备中的应用情况。     

IP可视电话中数据流压缩算法的实现

lP可视电话通话双方在网络中传输的主要是音频和视频数据漉，但是音、视频传输时数据漉量非常大，网络带宽比较有限，很容易造成数据传输延时。为了提高音、视频在网络中的传输速度和高质量的播放效果，必须对传输的音、视频数据流进行压缩。为此，本文提出了一种适用于lP可视电话系统的数据漉压缩和解压缩技术及实现方法。     

受限资源下制导武器末制导机器视觉技术研究

针对精确制导武器末制导机器视觉技术应用需求,研究了基于卷积神经网络的、针对复杂背景及小目标的自主目标检测识别算法,并分别进行了网络性能评估和硬件资源需求定量评估。针对最优算法,提出了基于嵌入式受限资源下的高精度神经网络压缩算法,并对算法进行了普适性评估。基于GPU嵌入式平台,实现TensorRT路线网络优化,并在速度和精度两方面均衡考虑下,对裁剪与量化算法进行了详细实验验证。实验结果表明,高精度神经网络压缩算法在硬件资源受限条件下,可以有效提升推理速度,最终经算法优化后的网络结构,可以获得3倍以上的速度提升,网络精度损失小于5%。     

基于DSP的无线图像传输系统

介绍一种基于DSP的嵌入式无线图像压缩及无线传输系统的设计与实现方法.系统采用JPEG国际标准.下位机实现图像采集、压缩以及图像数据无线传输;上位机接收图像数据并完成与PC机的通信.通过DMA在图像采集、压缩及数据传输中的应用,提高了系统的运行效率.     

基于多核处理器P2020的综合数据处理模块设计及应用

机载综合数据传输装置是现代航空电子系统的重要组成部分.它能够实现计划数据加载、总线数据记录、音视频压缩数据记录、分系统软件加载等功能.而综合数据传输装置中的综合数据处理模块则是设备的核心部分.Freescale PowerPC 系列产品是一种广泛应用于工业、通信、军事领域的处理器.本文研究了Freescale PowerPC新多核处理器P2020的特点,主要介绍了基于此处理器平台的综合数据处理模块设计,研究其在实际中的应用.     

基于多核处理器P2020的综合数据处理模块设计及应用

机载综合数据传输装置是现代航空电子系统的重要组成部分.它能够实现计划数据加载、总线数据记录、音视频压缩数据记录、分系统软件加载等功能.而综合数据传输装置中的综合数据处理模块则是设备的核心部分.Freescale PowerPC系列产品是一种广泛应用于工业、通信、军事领域的处理器.本文研究了FreescalePowerPC新多核处理器P2020的特点,主要介绍了基于此处理器平台的综合数据处理模块设计,研究其在实际中的应用.     

短波信道数字传输脉冲成形技术研究

短波窄带信道上的数据传输,要求将信号的带宽限制在3kHz语音频带内,当系统带宽小于数据信息所需的奈奎斯特最小带宽时,脉冲时域范围的扩展产生的码间串扰会降低系统的误差性能。文章阐明了脉冲成形技术可以压缩信号的频谱,分析了恰当选择的平方根升余弦脉冲成形滤波器可以明显提高短波信道数据传输的误差性能。     

支持国产GPU 芯片的虚拟化构建与QoS 控制研究

采用了API 转发的技术路线，通过虚拟机、虚拟机管理系统与宿主机中各模块的协作，为虚拟机提 供与物理GPU 具有相同功能的显卡，在应用程序库层面实现了国产GPU 芯片的虚拟化平台。此外通过设计基 于QoS 的GPU 资源自适应调度算法，为多虚拟机的资源竞争提供了公平调度保证。最后通过测试验证了基于 国产GPU 芯片的虚拟化构建的可用性和基于QoS 的自适应公平性调度算法的有效性。     

基于可编程GPU的多源图像融合

针对可编程GPU模型,提出了基于CPU-GPU的并行边缘强度加权融合算法,利用CPU和GPU协同工作模式达到图像融合的目的,其中CPU负责串行任务,而GPU负责并行任务。实验结果表明,并行边缘强度加权融合算法得到的融合图像有着较好的视觉效果,信息熵和QAB/F这两个评价指标均高于文中对比算法的相应指标;从运行时间上分析,基于CPU-GPU的融合方法所需要的运行时间远低于基于CPU方法所需要的运行时间,并且图像尺寸越大,加速比越高。     

计算气动声学高阶差分格式的GPU并行实现

以圆管构型的声传播为分析对象,研究了基于图形处理器GPU的计算气动声学(Computational Aeroacous-tics,CAA)高阶有限差分算法的并行实现,并与CPU串行及MPI并行实现作了对比分析。首先介绍了管道简化模型的2.5维线化欧拉方程和GPU的编程模式以及调优参考准则,然后给出了相关物理量的空间离散方法的GPU实现。数值实验的结果表明,与CPU串行及MPI并行程序的结果相比,使用GPU的程序实现在达到与MPI并行同样的计算效率时,可以使用更少的计算资源。较之cluster上串行算法,工作站上GPU并行算法在使用不同网格规模的情况下可达到的3倍多的加速比。     

Multi-channel data structure and real-time compression algorithm research

The development of space telemetry technology has brought forward the need for large capacity memory of any solid-state recorder; data compression therefore, becomes more and more important. The compression feasibility and potentiality of telemetry data are examined by analyzing the statistical characteristics of actual telemetry data recovered from recorders. Aiming at the disadvantage of present data formats in data compression for multi-channel telemetry data acquisition systems, this introduces a data packet structure, and a real-time compression algorithm for low complex hardware design. The principles and implementations of data package compression are described. Simulation results show that this technology can meet the requirements of multi-channel real-time data compression with a high compression ratio and a fast compression speed, which possesses great application value.     

Multi-channel data compression

With the development of space telemetry technology, it has brought forward higher requests for large capacity memory of hard recovered solid-state recorders. Therefore, data compression becomes more important. The compression feasibility and potentiality of telemetry data are examined by analyzing the statistical characteristics of actual telemetry data recovered from the recorder. Aiming at the disadvantages of present data format In data compression for multi-channel telemetry data acquisition systems, we introduce data packet structure and a real-time compression algorithm for low complex hardware design put forward accordingly. The principles and implementation of data package compression are described. Simulation results show that this technology can meet the requirements of multi-channel real-time data compression with high compression ratio and fast compression speed, which possesses great application values.     

算术编码在航空侦察图像压缩中的应用

航空侦察图像原始数据量非常大,在实时回传的过程中必须进行压缩。在对图像进行有损或无损压缩时,无损压缩算法是必要的。本文研究了算术编码在系统中的应用,提出一种混合进制的算术编码,提高编码效率的同时增强了系统的抗误码扩散能力。试验验结果表明该算法明显优于单一进制的编码算法。     

边缘图像自适应编码方法

边缘特征常被视作无人机视觉系统中的重要信息（比如在视觉导航时需用边缘特征识别障碍物），在实践中会遇到边缘图像数据量大的情况。针对边缘图像高效压缩问题，提出了边缘图像自适应编码方法。首先以边缘打包法的压缩比和边缘点所占比例为特征，建立Logistic回归模型，然后利用图像数据库对该模型进行离线训练获取模型参数，最后利用Logistic回归模型建立分类器，自适应地在边缘打包法和链码编码法中选择压缩比最高的方法对边缘图像进行压缩。对VOC2012图像数据库的测试结果表明，与常用压缩方法相比，提出的算法能提高压缩比5%左右，有效减少了数据量。     

面向单机相依任务调度的GPU并行蚁群算法

蚁群算法是一种具有高度并行特征的群智能算法,串行实现过程中具有收敛速度慢的特点,在将其应用到相依任务序列的单机调度问题中时,以任务在不同作业序下的完成时间为基础,建立了单机调度问题的TSP模型。以任务完成时间最优化为目的,实现了一种求解相依任务单机调度的改进蚁群算法,并基于GPU对其进行了并行化设计。实验表明该算法能够完成相依任务的调度处理,通过并行化得到了较高的加速比。