01
流水线基础概念
什么是图像处理流水线、流水线的瓶颈分析、吞吐量与延迟的权衡。
概念瓶颈
02
硬件加速概览
GPU、FPGA、ASIC在图像加速中的角色与选型对比。
GPUFPGAASIC
03
内存优化策略
内存带宽瓶颈、数据局部性原理、缓存友好型数据结构设计。
带宽缓存
04
并行计算入门
SIMD指令集（如AVX2/NEON）在像素处理中的应用。
SIMDAVX2NEON
05
任务级流水线
多线程流水线设计、生产者-消费者模型、线程池优化。
多线程线程池
06
数据级流水线
分块处理（Tiling）、重叠计算与传输（Overlap）。
TilingOverlap
07
指令级流水线
循环展开（Loop Unrolling）、软件流水线（Software Pipelining）。
循环展开软件流水线
08
图像预处理加速
颜色空间转换（RGB2GRAY/BGR2YUV）的SIMD实现。
颜色空间SIMD
09
滤波操作优化
高斯滤波、中值滤波的快速算法与内存访问模式。
滤波快速算法
10
特征提取加速
SIFT/HOG特征计算的流水线化与并行化。
SIFTHOG并行
11
深度学习推理加速
模型量化（INT8/FP16）、TensorRT/OpenVINO集成。
量化TensorRT
12
数据加载流水线
异步数据加载、预取（Prefetching）、多级缓存策略。
预取缓存
13
算子融合（Operator Fusion）
Conv+BN+ReLU融合、减少Kernel Launch开销。
算子融合Kernel
14
内存池与零拷贝
避免频繁malloc/free、共享内存机制、DMA传输。
内存池零拷贝DMA
15
异构计算框架
OpenCL/CUDA编程模型、Host与Device数据传输优化。
OpenCLCUDA
16
性能剖析工具
使用perf、nsys、vtune定位流水线热点。
perfnsysvtune
17
瓶颈消除实战
从Profiling结果到代码优化的闭环流程。
Profiling优化闭环
18
多尺度图像处理
图像金字塔构建的加速策略（并行+缓存优化）。
金字塔并行
19
视频流处理流水线
解码-处理-编码全链路优化、零拷贝管线。
视频零拷贝
20
实时性保障
硬实时与软实时系统、优先级反转、DMA中断处理。
实时DMA
21
功耗优化
DVFS（动态电压频率调整）、暗硅片（Dark Silicon）下的能效设计。
DVFS能效
22
编译器优化
-O3/ -ffast-math、自动向量化、PGO（Profile Guided Optimization）。
编译器PGO
23
汇编级优化
手写NEON/SSE内联汇编、指令调度与寄存器分配。
NEONSSE汇编
24
缓存一致性
多核缓存同步、内存屏障（Memory Barrier）、原子操作。
缓存同步原子操作
25
分布式流水线
多机多卡流水线、数据并行与模型并行、通信优化（NCCL）。
分布式NCCL
26
容错与重试机制
检查点（Checkpoint）、任务失败恢复、幂等性设计。
容错Checkpoint
27
自动化调优
AutoTVM/Ansor、贝叶斯搜索、强化学习在流水线参数调优中的应用。
AutoTVM强化学习
28
端侧部署优化
模型剪枝、知识蒸馏、NCNN/TNN框架的流水线适配。
剪枝NCNNTNN
29
安全与隔离
TEE（可信执行环境）、内存隔离、侧信道攻击防护。
TEE安全
30
综合案例：4K超分辨率
从零构建一个实时4K视频超分辨率流水线（含完整优化报告）。
4K超分辨率实战