相位差算法的并行化分析与实现
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-28页 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 | 第12-14页 |
| 1.2 波前探测与事后图像复原概述 | 第14-21页 |
| 1.2.1 波前探测器技术 | 第14-18页 |
| 1.2.2 事后图像复原 | 第18-21页 |
| 1.3 相位差算法发展现状 | 第21-23页 |
| 1.4 CPU-GPU异构计算现状 | 第23-25页 |
| 1.4.1 GPU硬件架构 | 第23-25页 |
| 1.4.2 GPU软件架构发展历史 | 第25页 |
| 1.5 本文的主要内容 | 第25-26页 |
| 1.6 本论文的结构安排 | 第26-28页 |
| 第二章 相位差算法理论 | 第28-45页 |
| 2.1 基础理论 | 第28-32页 |
| 2.1.1 成像系统基本原理 | 第28-29页 |
| 2.1.2 像差理论 | 第29-30页 |
| 2.1.3 光学传递函数 | 第30-32页 |
| 2.2 相位差算法 | 第32-41页 |
| 2.2.1 理论模型 | 第33-34页 |
| 2.2.2 迭代算法 | 第34-35页 |
| 2.2.3 非线性优化复原算法 | 第35-41页 |
| 2.3 算法计算瓶颈分析 | 第41-43页 |
| 2.3.1 最耗时的任务 | 第42-43页 |
| 2.3.2 最耗时的运算 | 第43页 |
| 2.4 本章小结 | 第43-45页 |
| 第三章 傅里叶变换GPU实现 | 第45-57页 |
| 3.1 CUDA概述 | 第45-47页 |
| 3.1.1 软件体系架构 | 第45-46页 |
| 3.1.2 存储器模型 | 第46页 |
| 3.1.3 编程模型 | 第46-47页 |
| 3.2 基于GPU的快速傅里叶变换 | 第47-50页 |
| 3.2.1 COOLEY-TUKEY算法框架 | 第48-49页 |
| 3.2.2 实数FFT算法 | 第49页 |
| 3.2.3 二维傅里叶变换 | 第49-50页 |
| 3.2.4 GPU编程原则 | 第50页 |
| 3.3 基于GPU平台的FFT实现 | 第50-53页 |
| 3.3.1 行方向一维FFT | 第51-52页 |
| 3.3.2 列方向一维FFT | 第52-53页 |
| 3.4 实验结果分析 | 第53-55页 |
| 3.5 本章小结 | 第55-57页 |
| 第四章 光学传递函数快速计算 | 第57-66页 |
| 4.1 光瞳函数和OTF有效区的确定 | 第57-58页 |
| 4.2 PSF中心能量区的确定 | 第58-62页 |
| 4.3 GPU平台OTF快速计算 | 第62-64页 |
| 4.3.1 冗余计算的剔除 | 第62-64页 |
| 4.3.2 KERNEL融合 | 第64页 |
| 4.4 性能比较 | 第64-65页 |
| 4.5 本章小结 | 第65-66页 |
| 第五章 基于GPU的相位差算法实现 | 第66-84页 |
| 5.1 PD算法在单GPU上的实现 | 第66-78页 |
| 5.1.1 单GPU平台任务划分 | 第66-67页 |
| 5.1.2 代价函数和梯度函数优化策略 | 第67-75页 |
| 5.1.3 代价函数与梯度函数实现 | 第75-76页 |
| 5.1.4 实验结果 | 第76-78页 |
| 5.2 相位差算法的双GPU实现 | 第78-83页 |
| 5.2.1 多GPU平台任务划分 | 第78-80页 |
| 5.2.2 实验结果分析 | 第80-83页 |
| 5.3 本章小结 | 第83-84页 |
| 第六章 相位差波前探测实验 | 第84-100页 |
| 6.1 实验系统描述 | 第84-86页 |
| 6.2 LC-SLM的标定与对准 | 第86-90页 |
| 6.2.1 LC-SLM的标定 | 第86-89页 |
| 6.2.2 LC-SLM的对准 | 第89-90页 |
| 6.3 PD系统实验验证 | 第90-98页 |
| 6.3.1 系统静态相差 | 第90-97页 |
| 6.3.2 时间比较 | 第97-98页 |
| 6.3.3 随机静态相差 | 第98页 |
| 6.4 本章小结 | 第98-100页 |
| 第七章 全文总结与展望 | 第100-102页 |
| 7.1 全文总结 | 第100-101页 |
| 7.2 后续工作展望 | 第101-102页 |
| 致谢 | 第102-104页 |
| 参考文献 | 第104-111页 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 | 第111-112页 |
