基于图形处理单元的数字全息图加速再现算法研究  

Study on Accelerating Reconstruction Algorithm of Digital Holography Based on Graphic Processing Unit

作　　者：丁鹤平[1] 朱竹青[1] 孙敏[2] 王晓雷[3] 周延怀[1] 

机构地区：[1]南京师范大学物理科学与技术学院光电技术江苏省重点实验室,江苏南京210046 [2]南京理工大学理学院,江苏南京210094 [3]南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室,天津300071

出　　处：《中国激光》2010年第11期2901-2905,共5页Chinese Journal of Lasers

基　　金：江苏省高校自然科学基金(08KJDl40010);江苏省普通高校研究生科研创新计划(CX09B-308Z);光电技术江苏省重点实验室开放基金(1640703061)资助课题

摘　　要：研究了一种利用图形处理单元(GPU)加速数字全息图再现的算法。该算法充分利用GPU强大的并行计算能力,有效地缩短了数字全息图再现时间。比较了GPU加速运算和中央处理器(CPU)独立运算两种模式下,两种不同尺寸的数字全息图再现时间。结果表明,对于大小为2048 pixel×2048 pixel的数字全息图,GPU算法的再现时间可缩短至约1/15。利用该算法编写了易操作的通用软件。在高配置主机和高性能GPU硬件环境下,该软件不仅能够满足诸如数字全息显示、数字全息显微等系统实时功能的要求,还能够指导数字全息实验系统的快速搭建。A speed-up reconstruction algorithm of digital holography is studied based on graphic processing unit（GPU） hardware,which can effectively shorten the reconstruction time of digital hologram with powerful parallel computation capacity of GPU.The reconstruction time of two different size digital holograms are compared under GPU acceleration calculation mode and single CPU calculation mode.The result shows that the reconstruction time is shorten to be about 1/15 for a hologram size of 2048 pixel× 2048 pixel with GPU mode.The speed-up reconstruction algorithm of digital holography is designed to be exercisable and universal software,which can satisfy the real-time demand of digital holography system such as display and microscopy and also can instruct rapid setup of digital holography experimental system.

关 键 词：全息 再现算法 向量化循环 图形处理单元 并行计算 

分 类 号：O438.1[机械工程—光学工程]