基于CUDA的航空γ能谱数据小波降噪并行加速算法

【类型】期刊

【作者】熊超  王欣  王鑫杰  吴和喜 

【刊名】核技术

【关键词】 阈值降噪,图形处理器,航空γ能谱

【摘要】航空γ能谱数据体量巨大，使用中央处理器(Central Processing Unit,CPU)进行数据后处理时计算效率低。提出了一种基于通用并行计算架构CUDA(Compute Unified Device Architecture)的图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)并行方案，对航空γ能谱数据小波降噪处理过程进行并行加速优化。首先测试不同block尺寸对计算时间的影响，寻找处理航空γ能谱数据的最佳block尺寸；其次分别使用GPU计算不同数据体量和同一数据体量下不同小波基函数相较于CPU处理航空γ能谱数据的加速比；最后通过对实测航空γ能谱数据添加白噪声，计算降噪后数据信噪比，优选出适用于GPU并行加速计算的阈值降噪方法。计算结果表明：航空γ能谱数据降噪最佳block二维尺寸在64×64到128×128之间；数据降噪总时间加速比达100倍以上的小波基函数占80%，加速比达90倍以上的小波基函数占91%，其中coif5小波基函数可达353倍，阈值降噪函数加速比可接近570倍。不同降噪函数处理航空γ能谱数据的结果表明，所有函数在低信噪比条件下降噪效果不足，而在高信噪比下则会出现过度降噪，采用硬阈值的coif5、软阈值的coif1和改进阈值的bior3.7小波基函数可得到显著的降噪效果。

【年份】2024

【作者单位】东华理工大学核科学与工程学院;苏州大学医学部放射医学与防护学院;

【期号】04

【页码】23-33