K均值聚类算法的研究与并行化改进

K均值算法是一种常用的聚类分析方法,广泛应用于图像处理和机器学习等领域。但该算法具有较高的计算复杂度,导致了算法具有较大的局限性。为了提高算法的运行效率,本文在深入分析算法基本原理的基础上,利用CUDA架构提供的强大计算能力对该算法进行了并行化改进。实验结果表明,算法在取不同的聚类数时均取得了较高的加速比。     

基于DSP的小型化高精度频标比对系统研制

针对传统双混频时差法测频的局限性,提出了一种差拍数字化精密频率测量方法,基于正弦差拍技术、同步采样技术和数字信号处理技术设计实现了一种新型频标比对系统,可实现对5MHz、10MHz等频标信号的比对测量。实验结果证明,测量10MHz频标信号时系统本底噪声约为1×10^-12／s。系统拥有测量精度高,体积小以及成本低的特点,在时频测量领域具有良好的推广和应用价值。     

基于GPU并行的遥感影像边缘检测算法

针对数字图像处理领域中单个像元之间相互独立的特性,采用图形处理单元(GPU)的CUDA可编程模型,从粗粒度和细粒度双层并行结构出发,结合对Block和Thread的合理调度,对边缘检测Roberts梯度算子进行了算法的并行化设计和实现。实验结果表明,该算法充分利用了GPU强大的浮点并行计算能力,运行效率明显优于常规的边缘检测算法,对高分辨率遥感影像并行处理技术发展提供了有益借鉴。     

基于GPU实现汉克尔变换并行计算

地球物理勘探技术日新月异,地球物理勘探数据的处理和解释对高性能计算机的要求越来越高.相比于地震勘探,重力、磁法、电法勘探中的并行计算研究还都处于起步阶段.基于GPU的并行计算能够提供强大的计算能力和存储器带宽,同时具有良好的可编程性、较低的成本和较短的开发周期.这里实现了瞬变电磁法一维正演计算中汉克尔变换基于GPU的并行计算,比较了汉克尔变换串行算法和并行算法的计算耗时,基于GPU技术的并行计算相比串行计算,获得了很高的加速比.     

应用图形处理器快速计算逆时偏移

逆时偏移是目前精度最高的地震数据叠前深度偏移方法,但高强度的计算需求限制了其在工业生产领域的大规模应用。可编程图形处理器的发展为逆时偏移的快速计算提供了一种新的计算选择。围绕如何在图形处理器上开展逆时偏移计算展开,总结了图形处理器计算的优化关键,并根据逆时偏移的特点着重介绍了两个优化环节：一个是应用随机边界条件,以计算换存储,减少数据在主机和图形处理器间的传输;二是应用共享存储器来存储正演计算的波场,相比全局存储器,提高了数据读取的带宽。应用Marmousi模型数据对经过上述优化后的程序进行了测试,结果表明,图形处理器逆时偏移程序得到了很好的优化,提高了计算效率。     

RZB型电容式多分量钻孔应变仪主机系统的升级改造

在保留RZB型电容式分量钻孔应变仪传感器功能不变的前提下,充分吸取了原RZB型电容式多分量钻孔应变仪及其他前兆仪器的优点,对其主机部分进行升级改造,实现了RZB多分量的宽频带响应（采样率提升为秒采样）;采用了低功耗、高稳定性的ARM920T高速处理器内核、固化WinCE操作系统,为仪器的稳定性、连续性提供了技术保障;网络接口板外嵌触摸式显示屏,极大地方便了仪器的参数配置以及现场检修;对原供电方式进行改进,实现了集防雷、供电、充电、交直流切换于一体以及软件的远程更新、软件工作的详细日志查询等功能。通过对新仪器数据分析发现,其连续率得到大幅提升,并记录到分钟采样所记录不到的详细地震波响应过程。     

海量遥感数据的高性能地学计算应用与发展分析

航空及航天遥感器的快速发展,使得多源、多时空分辨率的遥感数据成TB级增长,对海量遥感数据的高性能计算与处理提出了更高的要求。据此,当前的遥感应用已经吸收了新型硬件架构计算、集群计算和分布式计算等高性能计算领域的最新技术。本文针对高性能计算处理海量遥感数据的效率问题,分别从分布式并行遥感文件系统和高性能遥感地学计算模式两个方面来论述该问题的研究进展;在此基础上,列举了当前具有代表性的集群和分布式遥感计算平台/系统,并结合具体实验工作,详细阐述了遥感高性能计算平台gDos-IPM(Geospatial Data Operation System-Image Processing Machine)的设计思路;最后总结了高性能遥感地学计算的发展趋势。     

一类基于F2812 DSP 的简易流量计

基于高性能的TI F2812 DSP处理器,设计了一类简易的超声波流量计.提出了发射探头在上,下方2个接收探头的三角结构,使得顺逆流时间可以同时测量,避免了测量不同步引入的误差.通过添加一个小键盘和液晶显示单元使整个装置小巧便于使用.另外,还给出了详细的硬件电路设计.实验结果表明该流量计能够用于对流体的测量.     

异构环境下的多子阵合成孔径声呐精确后向投影快速成像方法

针对多子阵合成孔径声呐精确后向投影成像算法效率低的问题,提出了 一种异构环境下的精确多子阵合成孔径声呐后向投影成像快速方法.在分析精确逐点后向投影成像算法原理的基础上,将脉冲压缩和方位向聚焦过程改造为单指令多线程模式,借助图形处理器(graphics processor unit,GPU)强大的多核计算能力加速成像过程...     

Cell处理器微调度系统设计

介绍一种基于最新的Cell处理器的微调度系统的设计算法和结构。针对Cell开发中多任务调度问题,文中提出使用改进的Lawler算法微调度内核算法,具有较高的调度效率。文中提出的多层次解耦的软件开发模型,有效的克服了Cell系统开发困难的现状。通过对样例应用的分析和验证,系统被证明可以适应广泛的高性能科学计算问题。