基于CUDA的改进互信息并行计算方法.pdfVIP

第 41卷 第 l2期 计 算 机 工 程 2015年 12月 Vo1．41 NO．12 ComputerEngineering December2015 · 开发研究与工程应用 · 文章编号：1000-3428(2015)12-0288-05 文献标识码：A 中图分类号：TP391．41 基于CUDA的改进互信息并行计算方法 杜晓刚，党建武，王阳萍 (兰州交通大学 电子与信息工程学院，兰州 730070) 摘 要 ：基于计算统一设备架构 (CUDA)的互信息并行计算方法存在因bank冲突而导致执行效率降低的问题 。 为此 ，提出一种改进的互信息并行计算方法。利用 CUDA的线程层次模型和共享存储器，按等步长数据并行访 问 方式计算直方图，结合共享存储器，通过分块两次归并方法计算联合熵，采用生成树归并算法避免 bank冲突，使用 指令展开策略进一步优化执行效率，由熵和联合熵完成互信息计算。实验结果表 明，该方法在避免 bank冲突的同 时，能有效提高互信息计算效率 。 关键词：计算统一设备架构 ；图像直方图；图像熵；归一化互信息；并行计算 中文引用格式：杜晓刚，党建武，王阳萍．基于 CUDA 的改进互信息并行计算方法 [J]．计算机工程，2015，41(12)： 288-292，298． 英文引用格式 ：Du Xiaogang，DangJianwu，Wang Yangping．Improved ParallelComputation MethodofMutual InformationBasedonComputeUnifiedDeviceArchitecture[J]．ComputerEngineering，2015，41(12)：288—292，298． ImprovedParallelComputationM ethodofM utualInformation Based onComputeUnifiedDeviceArchitecture DU Xiaogang，DANG Jianwu，W ANG Yangping (SchoolofElectronicandInformationEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China) 【Abstract】IntheMutualInformation(MI)parallelcomputationmethodbasedonComputeUnifiedDeviceArchitecture (CUDA)，theexecutionefficiencyislow becauseofthebankconflict．Aimingatthisproblem，animprovedparallel computationmethodofM Iisproposedinthispaper．Firstly，CUDA threadshierarchymodelandsharedmemoryareused andthehistogram iscalculatedbytheparalleldataaccessmethod withthesamestep．Secondly，combined witha shared memory，jointentropyiscalculatedbythetwicemergingmethodintheblock，thespanningtreealgorithm isadoptedin thewholeprocessofmergingtoresolvethebankconflict，andtheinstructionexpand strategyisemployedtooptimizethe executionefficiency．Finally，MIcalculationiscompletedinaccordancewiththeentropyandjointentropy．Experimental resultss