[發(fā)明專利]一種基于GPU計算的干涉數(shù)據(jù)快速傅里葉變換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610034648.X
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105719231B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建欣;王昊;沈燕;柏財勛
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06F17/14
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種基于GPU計算的干涉數(shù)據(jù)快速傅里葉變換方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1：對傅里葉變換光譜儀采集到干涉圖像進行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的二維干涉數(shù)據(jù)，根據(jù)二維干涉數(shù)據(jù)的橫維像素點數(shù)創(chuàng)建一維索引空間，并將一維索引空間映射到GPU，計算快速傅里葉變換所需的旋轉(zhuǎn)因子表：

對于橫維為L點的，結(jié)構(gòu)為(n×m)×L的預(yù)處理后的二維干涉數(shù)據(jù)，n為單幅干涉圖橫向像素點數(shù)，m為單幅干涉圖橫向像素點數(shù)，L為依據(jù)實際所需光譜分辨率選定的干涉圖數(shù)目，n為單幅干涉圖橫向像素點數(shù)，m為單幅干涉圖縱向像素點數(shù)，需計算擁有L/2個元素的旋轉(zhuǎn)因子表；創(chuàng)建并行一維索引空間NDRange(L/2,1,1)，空間大小為L/2，將上述一維索引空間映射到GPU，GPU分配L/2個處理單元用于計算旋轉(zhuǎn)因子，L/2個處理單元計算L/2個元素時，僅需單個處理單元計算一個元素的時間，待處理單元計算完畢，得到旋轉(zhuǎn)因子表；

步驟2：在GPU內(nèi)部開辟t塊緩存并建立流水線結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)方法如下：

在GPU內(nèi)部開辟t塊緩存，t為大于0的整數(shù)，將步驟1中的結(jié)構(gòu)為(n×m)×L的預(yù)處理后的二維干涉數(shù)據(jù)分解為tk個批次，k為干涉數(shù)據(jù)的分割因子，且k為大于0的整數(shù)；將分解后的結(jié)構(gòu)為的各塊二維干涉數(shù)據(jù)分別送入GPU中開辟的t塊緩存中，單塊緩存對應(yīng)結(jié)構(gòu)為的二維干涉數(shù)據(jù)；按此順序操作緩存，GPU內(nèi)第一塊緩存讀出數(shù)據(jù)時，正值第二塊緩存執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，同時第三塊緩存開始寫入數(shù)據(jù)，以此類推，在t塊緩存中形成異步操作；

步驟3：將二維干涉數(shù)據(jù)映射到GPU的二維索引空間進行多重逆序操作：

對于結(jié)構(gòu)為的二維干涉數(shù)據(jù)，k為干涉數(shù)據(jù)的分割因子，創(chuàng)建多重逆序二維索引空間其中X維大小為L，Y維大小為將所述多重逆序二維索引空間映射到GPU，GPU分配個處理單元對緩存中的組數(shù)據(jù)同時進行逆序操作；其中干涉圖數(shù)目L應(yīng)為整數(shù)數(shù)值，同時要合理調(diào)整m、n、t、k的數(shù)值，使得表達(dá)式的量值為整數(shù)，使其值為GPU內(nèi)核數(shù)的整數(shù)倍；

步驟4：將干涉數(shù)據(jù)映射到GPU的二維索引空間進行多重迭代蝶形運算，得到復(fù)原光譜數(shù)據(jù)：

對于結(jié)構(gòu)為的二維干涉數(shù)據(jù)，創(chuàng)建多重迭代蝶形運算二維索引空間其中X維大小為L/2，Y維大小為將多重迭代蝶形二維索引空間映射到GPU，GPU分配個處理單元，對緩存中的組干涉數(shù)據(jù)同時進行迭代蝶形運算，得到復(fù)原光譜數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPU計算的干涉數(shù)據(jù)快速傅里葉變換方法，其特征在于，所述步驟1中，對干涉圖像預(yù)處理方法如下：對傅里葉變換光譜儀采集到的干涉圖像，進行消直流和切趾。