GPU中图像处理流水线的设计与实现

【摘要】随着计算机图形图像技术的发展,人们对图像处理性能的要求越来越高。因此,学术界和企业界非常关注高性能图像处理器设计,使得图像硬件设计技术得到了飞速发展。作为图形显示卡(显卡)的核心,GPU(GraphicsProcessingUnit)不仅可以实现图像加速和实时处理的功能,而且已经发展成为一种高度可编程的并行处理器。然而,我国自主知识产权的GPU几乎是空白,对GPU的研究和设计处于起步阶段,与国际先进水平相差很远。图像处理是图形处理器(GPU)的重要组成部分,用于完成图像的绘制,复制,缩放,颜色替换,像素过滤,以及处理位图和字体等功能。本文针对上述问题,开展了有关GPU中图像处理流水线设计的研究。本文主要研究了GPU中图像处理流水线的设计与实现。首先,对GPU中各种图像处理算法和OpenGL标准进行深入研究,并在研究的基础之上,提出适合硬件实现的图像处理算法；然后,根据GPU系统对图像处理流水线在效率、而积等方而的要求和各图像处理算法的特点,处理过程中的共同部分进行合并,实现实时图像处理功能；最后,采用软硬件协同验证的方法,对图像处理流水线设计的各功能点进行充分验证,并将该设计集成到GPU系统中,对图像处理流水线进行系统级验证。在基于FPGA平台构建的GPU原型系统上,用经典的测试图像对设计电路进行测试,本系统绘制的图像与OpenGL标准绘制的图像质量具有可比性。整个图像处理流水线使用了芯片Virtex6-550T中2%的硬件资源,最大工作频率达到156.593MHz。
【作者】常立博；
【导师】杜慧敏；
【作者基本信息】西安邮电大学，计算机系统结构，2013，硕士
【关键词】图像处理；图形图像处理器；流水线设计；

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