文档介绍：摘要在数字信号领域,高速的数字信号变换技术的产生,成为解决科学研究和工程领域诸多应用的重要手段。由于数字信号信息丰富,数据量大,用最小的时间开销和最小的空间开销是数字信号变换的关键所在。计算机单机技术发展的有限性和科学工程计算需求的无限性之间的矛盾,决定了计算机发展必然走上多机并行的道路,并行处理技术的发展将成为未来国防建设、国家科技发展的主要推动力量。相应地,这种对工程计算能力与日俱增的需求也是促使并行处理技术在近二十年来得到蓬勃发展的主要源动力。因此,对数字信号变换算法进行并行化研究是非常重要的和有价本文将以并行算法在数字信号变换中的应用为研究对象,重点研究了并行算法在浠弧变换和小波变换问题中的一些方法和应用。首先,介绍快速傅立叶变换和离散余弦变换理论,重点设计了在机群环境下求解计算珼的并行算法,详细描述了设计思路,设计策略。然后,介绍小波变换相关理论,重点设计和分析了在机群环境下,实现离散小波变换牟⑿兴惴ǎ⒏隽讼晗傅乃惴枋龊头治觥文中提出的三种数字信号变换算法的并行算法已经在系腗平台上实现。通过理论分析和实验仿真,表明本文实现的并行算法具有较高的并行效率和实际应用价值。值的研究方向。关键词:并行算法;籉;恍〔ū浠哈尔滨撼檀笱妒宦畚
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如≯哈尔滨工程大学学位论文原创性声明日期:加文月/厂本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者┳:
第绪论论文研究的目的和意义随着科学技术的飞速发展,越来越多的大规模科学和工程计算问题对计算机的速度提出了非常高的要求。但大型机、巨型机价格极为昂贵,以我国最新研制的曙光菏匠都扑慊@浞逯翟怂闼俣仍ぜ平ù锏万亿次/秒,但其价格接近亿元人民币,使之不能得到普遍应用。近年来,随着微机运算速度大幅提高,价格低廉,同时局域网技术已十分成熟,高性能互联网的拓扑结构和处理器之间的距离已不再是影响并行机系统性能的关键因素,为利用微机组建并行计算机群提供了高性价比条件。利用相对廉价的微机通过高速局域网构建高性能的并行机群计算系统,与传统的超级计算机相比,具有较高的性价比和良好的可扩展性,可以满足不同规模的大型计算问题,从而被各阶层用户所接受,正逐步成为并行编程的主要平并行计算的发展基于两方面认识,一方面,单处理机性能不可能满足大规模计算和工程问题的计算需求,另一方面,并行计算机则是实现高性能计算和解决挑战性问题的唯一途径。具有实际背景的计算问题,在许多情况下都可划分为能够并行计算的多个子任务。针对某个具体问题,我们可以利用它们内部的并行性,设计并行算法,将其分解为相互独立但彼此又有一定联系的若干子问题,分别交给各处理机,而所有处理机按并行算法完成初始应在计算机出现之前,无论是在科学研究领域还是在工业应用领域,用机器来处理、分析、理解数字信号都是一件非常麻烦的事情。在世纪至年代,数字信号变换研究方向主要集中于信号变换和数学模型来表征信号,表征信号滤波、信号恢复、信号压缩。虽然研究的方法没有什么改变,用问题的求解。但由于计算机硬件、信号获取设备和回放设备的不断改进,使得数字信号变哈尔滨倘搜妒宦畚厶口。
换技术在世界各地蓬勃发展。现在随着个人电脑应用和绲钠占埃数字信号变换技术的应用前景将更为广阔。从应用的角度来说,现在数字信号变换技术已经不在局限于电子工程领域,它已经涉及其他学科,如计算机科学、地理、医疗保健、刑事侦察等领域。在数字信号处理方面,数字信号变换在理论上、应用上取得了突出成果,并步入高速发展时期,它的应用成果已遍布医学,工业制造和遥感等许多领域。但是提高数字信号变换速度是一重大课题,该课题是由数字信号的特点和数字信号变换算法的复杂性引起的,是一个长期困扰信号变换的棘手问题。如果将并行计算技术渗入到数字信号变换方面,可以非常有效的解决一些数字信号变换算法的巨大计算量问题,这是一个新兴的、非常有发展潜力的领域,现在这个领域正在被越来越多的科学研究者与算法设计开发者所关数字信号变换过程中的数据量巨大,而各种算法中大量卷积运算和矩阵乘法运算的存在,为数字信号变换过程中的并行算法设计和实现提供了可能。例如,在图像处理变换中,由于图像由像素组成×袼兀,按每秒帧或者帧计算,则每秒钟处理图像的像素多达唷C娑匀此庞大的数据量,若要进行图像变换,仅依赖传统的冯·诺依曼结构则显得过于沉重