基于CUDA的視網(wǎng)膜內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、視覺是人類獲得外界信息的最重要的途徑,人類感知客觀世界的信息是基本都是通過(guò)眼睛獲取的。隨著科技的迅速發(fā)展,為了彌補(bǔ)部分人的視覺缺陷,仿生眼的研究也日新月異,而計(jì)算機(jī)視網(wǎng)膜的研究是仿生眼發(fā)展中最關(guān)鍵和最基礎(chǔ)的部分。視網(wǎng)膜整體框架清晰明確,細(xì)胞層次分明有序,各通路高度并行,這種架構(gòu)有利于計(jì)算機(jī)模擬研究。但生物視網(wǎng)膜在實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性等方面的處理效果有著很高的水平,即使目前最先進(jìn)的人造視覺處理系統(tǒng)也相距甚遠(yuǎn)。本課題對(duì)計(jì)算機(jī)視網(wǎng)膜的仿真模型進(jìn)行了

2、探索和研究,在仿真模型的基礎(chǔ)上引入CUDA(Compute Unified Device Architecture)并行技術(shù),實(shí)現(xiàn)模型的高效執(zhí)行,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)的可行性和效率。文中主要工作包括以下幾個(gè)方面:首先,文章介紹了課題的應(yīng)用背景和意義,并研究了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,針對(duì)現(xiàn)行的各種模型的優(yōu)缺點(diǎn),選擇主流的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)分層計(jì)算模擬模型作為課題的主要研究方向。分層計(jì)算模擬模型是基于已知的生理學(xué)知識(shí),運(yùn)用數(shù)學(xué)工具和相關(guān)算法來(lái)模擬視網(wǎng)

3、膜的各層結(jié)構(gòu),能比較好的展現(xiàn)各細(xì)胞層的特性和整體特性。其次,針對(duì)目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)視網(wǎng)膜仿真模型計(jì)算效率較低的問(wèn)題,提出了一種基于CUDA的并行改進(jìn)方法。視網(wǎng)膜模型的計(jì)算,可以理解為對(duì)圖像像素信息的處理操作。圖像上的每一像素信息是相對(duì)獨(dú)立的,這就為并行化運(yùn)算提供了可能。在雙極細(xì)胞低通濾波階段,通過(guò)CUDA進(jìn)行改進(jìn),可以有效地利用計(jì)算機(jī)資源,實(shí)現(xiàn)大數(shù)量級(jí)信息的并行化計(jì)算。最后,對(duì)改進(jìn)的視網(wǎng)膜內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并對(duì)其改善效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)