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英特尔
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集成性能基元 6.0
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概述


英特尔® 集成性能基元（英特尔® IPP）是一款面向多核的扩展函数库，其中包含众多针对多媒体数据处理和通信应用高度优化的软件函数。

作为众多英特尔® 性能库中的一个，英特尔® IPP 可提供优化的软件构建模块，从而对英特尔的优化编译器和性能优化工具进行有益补充。英特尔® IPP 可以作为英特尔® 编译器专业版和英特尔® 编译器套件版的一个组件使用，构成更加完整且经济高效的解决方案，也可作为单独产品使用。

6.0 版现已发布！英特尔® IPP 6.0 目前支持：英特尔® 酷睿™ i7 和英特尔® 凌动™ 处理器家族，以及数据压缩、图像处理等领域的扩展功能。如欲了解更多详细信息，请参阅下面的新版本信息。

Microsoft Visual Studio* 开发人员： 在 Microsoft Visual Studio 2003、2005 和 2008 中借助用途广泛的关键算法构建模块库完成多媒体处理、数据压缩和加密等任务，更快速地创建 Windows 应用。

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英特尔® IPP Flash 演示
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英特尔® IPP 产品简介  [PDF 222KB]

英特尔® IPP 的上千个函数涵盖了以下领域中重要的基础算法：



图 1. 英特尔® 集成性能基元（英特尔® IPP）产品组件以及给应用开发人员带来的好处

经验证，英特尔® IPP 可与多代英特尔和兼容的 AMD* 处理器结合使用，并享有英特尔® 卓越支持计划提供的一流支持，同时还受到开发人员社区论坛的大力支持。

特性
多核处理器支持


图 2. 多核处理器真正实现了多线程软件应用的并行执行

观看简要介绍英特尔® IPP 和多线程应用的视频。 

英特尔® IPP 6.0 可完整支持当前多核计算平台：

  • 针对多核优化的线程函数： 对 1700 多个针对矩阵和向量数学、信号/图像过滤和卷积、图像/JPEG 压缩、颜色转换和计算机视觉的重要函数进行内部线程处理，以自动在多核系统上实现最大性能。
  • 针对多核优化的示例代码： 许多英特尔® IPP 示例代码  都经过了线程处理，可在视频编码和解码等应用中有效利用英特尔® IPP 函数。
  • 完全线程安全的函数： 所有英特尔® IPP 函数都具有完全的线程安全特性，简化了与线程化应用的集成过程。
如欲了解有关线程处理和英特尔 IPP 的更多信息，请访问我们的线程处理常见问题解答（FAQ）  页面。

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经过性能优化的函数

英特尔® IPP 函数基于 SIMD 流指令扩展（SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4 和 SSE4.1）和其他优化指令集等处理器的可用功能，将函数算法与低级别优化相匹配，以提供仅靠优化的编译器难以实现的性能。

函数域列表
视频编码JPEG 编码音频编码
图像处理语音编码语音识别
计算机视觉信号处理向量/矩阵运算
颜色转换数据压缩加密
字符串处理光影追踪/渲染数据完整性（新！）

视频编码： 面向 DV25/50/100、MPEG-2、MPEG-4、H.263 和 MPEG-4 Part 10（H.264）编解码器的重要算法组件。图 3 显示了 H.264 编解码器处理流程中适合使用英特尔® IPP 视频编码组件（用蓝框表示）的地方。具体功能包括：

  • 运动补偿
  • 运动估测
  • 修正离散余弦变换
  • 量子化和反量子化
  • 熵编码


图 3. H.264 编解码器处理流程中的英特尔® 集成性能基元（英特尔® IPP）组件

视频和音频示例代码  展示了使用英特尔® IPP 函数实现的示例编码解码器。

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图像和 2D 信号处理： 英特尔® IPP 是图像和 2D 信号处理算法的首选库，包含多种可针对图像和图像内区域（ROI）执行的算法。

变换：
子波
傅立叶变换（FFT/DFT，实数/复数）
分屏（Hamming，Bartlett）
离散余弦变换（DCT）

过滤函数：
一般线性过滤
卷积/解卷积（LR 和 FFT）
框、最小值、最大值、中间值
维纳滤波器
固定过滤器（Prewitt、Sobel、Laplace、Gauss、Scharr、Roberts）
锐化/高通/低通过滤器

几何变换：
调整大小、镜像、旋转、修剪
仿射变换
透视变换
双线性变形
坐标重新映射
图像统计：
和、积分、倾斜积分
平均值、最小值、最大值、直方图、标准偏差
图像矩
图像范数（L1、L2、无穷大）
图像质量因子计算
接近度（互相关，方距离）
阀值/比较运算

图像算数/逻辑运算：
Alpha 构图
算数运算（加/减/乘/除/平方根/平方/自然对数/幂/绝对值）
逻辑运算（与、或、异或、移位、非）

图象数据交换/初始化：
复制/设置/转置矩阵
信道交换
Jaehne/Ramp/Z 形初始化
多个图像类型的内存分配

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计算机视觉： 英特尔® IPP 包含针对多种主要计算机视觉运算进行优化的函数，可用于安全、计算机控制、媒体管理、媒体注释等领域的应用：

特征检测（角、Canny 边缘检测）
距离变换
图像梯度
填注
运动模板生成
光流计算（Lucas-Kanade）
模式识别（Haar 分类器）
棱锥函数（高斯/拉普拉斯金字塔）
通用金字塔函数
摄像头校准
3D 重构

为了增强实时任务的性能，基于英特尔® IPP 的优化已自动包含在广受欢迎的 OpenCV 开放源代码计算机视觉库中，而英特尔® IPP 正是 2005 年度 DARPA Grand Challenge 冠军得主所采用的关键软件组件。

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颜色转换： 如今随着多种格式的数字媒体的蓬勃发展，在不同的色彩形式间转换的需求也随之产生。英特尔® IPP 提供了 32/24/16 位/像素格式的丰富颜色转换例程：

颜色模型转换：
RGB、YUV、YCbCr、BGR、CbYCr、HSV、
LUV、Lab、YCC、HLS、SBGR、YCoCg、
YCCK、XYZ、CMYK

颜色格式转换：
YCbCr422、YCbCr420、YCbCr411、CbYCr422、BGR565、BGR555、BGR565Dither
查询表转换（线性/立方/调色板）
彩色到灰度转换（固定/自定义系数）
图像位分辨率降低
颜色扭曲转换（整数/浮点像素值）
伽玛校正（向前/向后）

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字符串处理：使用英特尔® IPP 优化的字符串操作，将优化的文本数据库管理、搜索与检索或文档索引处理功能集成到应用。

子字符串替换/插入
字符串串联/拆分
大小写转换
字符串/子字符串匹配
正则表达式匹配
散列值计算

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JPEG 编码： 用于 JPEG、JPEG 2000 和运动 JPEG 编解码器的重要算法组件。图 4 显示了 JPEG 和 JPEG 2000 编解码器处理流程中适合使用英特尔® IPP 的 JPEG 编码组件（用蓝框表示）的地方。

图 4. JPEG 和 JPEG 2000 编解码器处理流程中的英特尔® 集成性能基元（英特尔® IPP）组件

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语音编码： 英特尔® IPP 包含一整套支持以下语音编解码器/函数的例程：

G.722.1
G.722 Sub-Band ADPCM
G.723.1
G.726
G.728
回波消除
G.729
GSM-AMR
AMR-Wideband
GSM Full Rate
Companding

可免费下载的英特尔® IPP 通用语音类（USC）示例代码  使用低级别的英特尔® IPP 函数构建语音编解码器。

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信号处理： 包括以下用途的信号处理功能：

过滤和卷积：
有限脉冲响应（FIR）
无限脉冲响应（IIR）
中值过滤
循环卷积
自动/互相关

变换：
傅立叶变换（FFT、DFT、Goertzel）
离散余弦变换（DCT）
希耳伯特变换
子波变换（固定/自定义过滤器）
功率谱计算

分屏/采样：
上采样/下采样
分屏（Bartlett/Blackman/Hamming/Hann/Kaiser）
数组/信号初始化/处理：
移动/复制/设置/归零
色调/三角/Ramp/Jaehne 生成
随机向量生成（均匀/高斯）
数组分配
实数/复数转换
极坐标/笛卡尔坐标转换

数组/信号统计：
和/最大值/最小值/平均值/标准偏差/范数
点积
阈值
维特比解码

数组算术/逻辑运算：
算数运算（加/减/乘/除/平方根/平方/自然对数/幂/绝对值）
逻辑运算（与、或、异或、移位、非）
数组排序
幅/相

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数据压缩： 除了使用编解码器进行的视频、音频和图像压缩之外，英特尔® IPP 还提供了无损压缩法函数，例如应用广泛的“zlib”（压缩和解压缩）和“libbzip2”库中使用的那些函数。

Burrows-Wheeler 变换技术：
Burrows-Wheeler 变换（BWT）
广义区间变换
前移（MTF）
行程编码（RLE）
熵编码：
哈夫曼编码
变长编码（VLC）

基于字典的压缩：
LZSS 编码/解码
LZ77 编码/解码

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音频编码： 面向 MP3 和 AAC 编解码器的重要算数组件。图 5 显示了 AAC 编解码器处理流程中适合使用英特尔® IPP 的 JPEG 编码组件（用蓝框表示）的地方。具体功能包括：

  • 哈夫曼编码
  • 预量化频谱数据
  • 修正离散余弦变换
  • 块过滤
  • 频率域预测
  • 频带复制
  • 快速傅立叶变换


图 5. AAC 编解码器处理流程中的英特尔® 集成性能基元（英特尔® IPP）组件

视频和音频示例代码展示了使用英特尔® IPP 函数实现的示例编解码器。

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语音识别：充分利用英特尔® IPP 丰富的语音识别功能，在应用中构建先进的语音识别、IP 语音和语音注释功能：

特征处理
模型评估
模型估计
模型调整
向量量化
声学回声消除（AEC）
多相重新取样
高级 Aurora 函数
Ephraim-Malah 噪声抑制
语音活动检测

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向量/矩阵运算：英特尔® IPP 针对多种不同的应用提供了丰富的矩阵和向量运算，其中包括物理建模和 3D 转换/光照计算。

矩阵代数：
特征值/特征向量计算
最小平方（QR 分解/back-sub）
线性方程组（LU/Cholesky）
关注区域（ROI）提取
向量/矩阵的快速复制
向量代数：
点积
L2 范数计算
“saxpy”（ax + y）运算
线性组合（ax + by）
幂/根函数
指数/对数/误差/余误差函数
三角/双曲线函数
极坐标/笛卡尔坐标转换

对于要求在大型数据集上进行高性能线性代数运算的应用，英特尔® 数学核心函数库可能也有帮助。

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加密技术：使用英特尔® IPP 可以快速构建功能强大、性能卓越的加密模块和应用。以下是英特尔® IPP 的加密函数中所包含的众多加密构建模块中的一部分。

对称密码：
分组密码（AES/Rijndael、DES、Triple DES、Blowfish、Twofish）
流密码（ARCFour）

单向散列：
广义散列（MD5、SHA1-512）
掩码生成（MD5、SHA1-512）

数据认证：
密钥散列（HMAC-MD5、HMAC-SHA1-512）
数据认证函数（DES、TDES、Rijndael、Blowfish、Twofish）
非对称加密：
椭圆曲线加密（GF（p）与 GF（2m）
RSA 算法（RSA-OAEP、RSA-SSA）
离散对数加密
大数算术
蒙哥马利缩减
伪随机数生成
质数生成

英特尔® IPP 的加密函数已根据加密算法验证体系（CAVP）  进行了认证。

名称标准/证书
离散算法（数字签名标准）FIPS 186-2 / Cert 190
整数分解（数字签名标准）FIPS 186-2、ANSI X9.31-1998 / Cert 181
椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）FIPS 186-2、ANSI X9.62-1998 / Cert 40
随机数生成器FIPS 186-2 / Cert 245

注： 要访问密码库，您必须向英特尔申请访问权限。

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光影追踪和渲染：在光影跟踪、逼真图像渲染以及物理应用中使用的核心运算：

限定框计算
物体-光影交点
阴影/反射计算

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数据完整性： 纠错码对保持数据在传送、存储和编码时的完整性至关重要。例如，传送线路也许并不可靠，且可能出错，而在将数据存储至光盘时，可能出现杂散信号，读取条码则可能导致出错。Reed-Solomon 等纠错码能有效纠正这些错误。

纠错码：Reed-Solomon

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本版本中的新增功能
  • 针对最新英特尔® 微体系结构的扩展优化
    • 英特尔® 酷睿™ i7 处理器支持
    • 英特尔® 凌动™ 处理器支持
  • 面向 LZO 高速算法的高级数据压缩库支持，以及面向 zlib、gzip 和 bzip2 算法的改进性能。
  • 最初版本的延期模式图像处理（DMIP）层是英特尔® IPP 库的一个示例，为更大图像上的管线图像操作提供解决方案，充分利用内存优化，并改进多线程环境下的性能。
  • 统一图像编解码器（UIC）框架，用于标准化面向各类图像编解码器（JPEG、JPEG2000 等）的即插即用接口
  • 线程静态函数库可涵盖所有函数域
  • 数据完整性函数域： Reed-Solomon 纠错码用于保持数据在传输、存储和编码过程中的完整性。
  • 现有域中的新函数
    • 信号处理： Walsh-Hadamard 和离散 Hartley 变换，以及更高性能的复数和实数离散傅立叶变换（DFT），用于各种输入规模和输入/输出格式。（ippGen）
    • 图像处理：ippiCopy 和 ippiTranspose 函数
    • 图像处理： 3D 变换 —— 调整大小、仿射变换和重新映射。
    • 视频编码增强：降噪、去激光（deinterlasing）、去马赛克
  • 英特尔® IPP 示例中的全新特性与增强
    • Microsoft* RT 音频支持
    • 语音编码标准 G729.1 编解码器支持
    • 视频 AVS 编解码器解码支持
    • 图像搜索描述符（MPEG7）、颜色布局、边缘直方图
    • 超分辨率技术，光流
    • AAC 解码中的 ALS 解码器配置文件支持
技术支持
购买英特尔® 软件开发产品的所有用户均可获得一年的支持服务，在此期间他们可以访问英特尔® 卓越支持  以及获得所有的产品更新。英特尔® 卓越支持允许您在线访问技术说明、应用说明和文档。安装产品后进行注册即可获得支持和产品更新信息。

您还可以访问英特尔® IPP 知识库  站点，寻找常见问题答案，或是在英特尔® IPP 用户论坛  中提问。

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许可证方面的常见问题解答
参见英特尔® IPP 许可证方面的常见问题解答和许可协议。

系统要求
请参阅下文内容，了解与您的应用目标平台相对应的安装要求和系统要求。

应用目标平台

32 位英特尔® 架构平台
英特尔® 酷睿 i7™ 处理器家族
英特尔® 凌动™ 处理器家族
英特尔® 酷睿™2 处理器家族（含 45 纳米处理器）
英特尔® 酷睿™ 处理器家族
英特尔® 奔腾® M 处理器
英特尔® 超移动处理器（A100、A110 和 45 纳米处理器）
英特尔® 奔腾® D 处理器
英特尔® 奔腾® 4 处理器
英特尔® 至强® 处理器（3000、5000、7000 系列）
AMD Athlon* 和 Opteron* 等其它兼容处理器
64 位基于英特尔® 64 架构的平台
英特尔® 酷睿 i7™ 处理器家族
英特尔® 凌动™ 处理器家族
英特尔® 酷睿™2 处理器家族（含 45 纳米处理器）
英特尔® 超移动处理器（45 纳米处理器）
英特尔® 奔腾® D 处理器
英特尔® 奔腾® 4 处理器
英特尔® 至强® 处理器（3000、5000、7000 系列）
AMD Athlon 和 Opteron 等其它兼容处理器
64 位 IA-64 架构平台
英特尔® 安腾® 处理器

32 位基于 IA-32 架构的和兼容架构平台
（英特尔® 酷睿™2 处理器家族、英特尔® 酷睿™ 处理器家族、英特尔® 奔腾® 处理器和兼容的 AMD 处理器）

操作系统版本支持的编译器
Microsoft WindowsMicrosoft Windows Vista*

Microsoft Windows* XP

Microsoft Windows Server* 2008

Microsoft Windows Server* 2003

英特尔® C++ 编译器 10.1 和 11.0 Windows* 版

Microsoft Visual Studio* 2008

Microsoft Visual Studio* 2005

Microsoft Visual C++* .NET 2003

Microsoft Windows* 软件开发套件 Microsoft Windows Vista* 版

Linux带有 glibc 2.2.4、2.2.5、2.2.93、2.3.2 或 2.3.3 以及 2.4.X 或 2.6.X Linux 内核的 Linux 系统，如下面的发行版所示。注： 并非所有已列出分发版均已通过验证，且所列出分发版并不代表全部分发版。

  • Red Hat Enterprise Linux* 操作系统 2.1、3 或 4 版本
  • SUSE* Linux 8.2、9.1
  • SUSE Linux Enterprise Server* 8 或 9
  • Debian* 4.0r1
  • Ubuntu* 7.10
  • Asianux* Server 3.0
  • Red Flag* 5.0
面向 IA-32 架构英特尔® C++ 编译器 10.1 和 11.0 Linux * 版

安装的 Linux 开发人员工具组件，包括 gcc、g++ 及相关工具


Mac OS X10.4.3 或更高版本英特尔® C++ 编译器 10.1 和 11.0 Mac OS X 版，包括专业版

GNU 编译器套装 4.0 或更高版本


64 位基于英特尔® 64 架构的平台
（英特尔® 酷睿™2 处理器家族、英特尔® 奔腾® D 处理器、英特尔® 至强® 处理器和兼容英特尔® 64 架构的 AMD 处理器）

操作系统版本支持的编译器
Microsoft WindowsMicrosoft Windows Vista*

Microsoft Windows* XP

Microsoft Windows Server* 2008

Microsoft Windows Server* 2003

英特尔® C++ 编译器 10.1 和 11.0 Windows* 版，用于英特尔® 64 架构处理器

Microsoft Visual Studio* 2008

Microsoft Visual Studio* 2005

Microsoft Platform SDK 3790.1830 版（2005 年 4 月）

Microsoft Platform SDK R2 3790.2075 版（2006 年 3 月）

Linux带有 glibc 2.2.4、2.2.5、2.2.93、2.3.2 或 2.3.3 以及 2.4.X 或 2.6.X Linux 内核的 Linux 系统，如下面的发行版所示。注： 并非所有已列出分发版均已通过验证，且所列出分发版并不代表全部分发版。

  • Red Hat Enterprise Linux* 操作系统 3 或 4
  • SUSE Linux Enterprise Server* 9
  • Debian* 4.0r1
  • Ubuntu* 7.10
  • Asianux* Server 3.0
  • Red Flag* 5.0
英特尔® C++ 编译器 10.1 或 11.0 Linux 版

安装的 Linux 开发人员工具，包括 gcc、g++ 及相关工具

Mac OS X10.4.6 或更高版本英特尔® C++ 编译器 10.1 和 11.0 Mac OS X 版

GNU 编译器套装 4.0 或更高版本


64 位 IA-64 架构平台
（英特尔® 安腾® 处理器）


操作系统版本支持的编译器
Microsoft WindowsMicrosoft Windows Server 2008

Microsoft Windows Server 2003

英特尔® C++ 编译器 10.1 和 11.0 Windows* 版，面向英特尔® 安腾® 处理器

Microsoft Platform SDK 3790.1830 版（2005 年 4 月）

Microsoft Platform SDK R2 3790.2075 版（2006 年 3 月）

Linux带有 glibc 2.2.4、2.2.5、2.2.93、2.3.2 或 2.3.3 以及 2.4.X 或 2.6.X Linux 内核的 Linux 系统，如下面的发行版所示。注： 并非所有已列出分发版均已通过验证，且所列出分发版并不代表全部分发版。

  • Red Hat Enterprise Linux* 操作系统 2.1、3 或 4 版本
  • SUSE Linux Enterprise Server* 8 或 9
  • Debian* 4.0r1
  • Ubuntu* 7.10
  • Asianux* Server 3.0
  • Red Flag* 5.0
英特尔® C++ 编译器 10.1 和 11.0 Linux 版

安装的 Linux 开发人员工具，包括 gcc、g++ 及相关工具


英特尔® 凌动™ 架构平台

操作系统版本支持的操作系统
Linux带有 glibc 2.2.4、2.2.5、2.2.93、2.3.2 或 2.3.3 以及 2.4.X 或 2.6.X Linux 内核的 Linux 系统，如下面的发行版所示。

注： 并非所有已列出分发版均已通过验证，且所列出分发版并不代表全部分发版。

  • Ubuntu* 7.10
  • Red Flag* 5.0
英特尔® C++ 编译器 10.1 和 11.0 Linux * 版（面向 IA-32 处理器）

安装的 Linux 开发人员工具组件，包括 gcc、g++ 及相关工具



安装要求

支持的软件/硬件
操作系统Microsoft Windows：
  • Windows Vista
  • Windows XP（SP1 或 SP2）
  • Windows Server 2003（SP1 或 SP2）

Linux：
  • Ubuntu 6.04、7.10
  • Debian 3.1r5、4.0
  • Red Hat Enterprise Linux* 3、4 和 5
  • Red Hat Fedora Core 4、5
  • SUSE Linux Enterprise Server* 9 或 10
  • Red Flag DC Server 5.0
  • Mandriva 10.1

Mac OS X：
  • 10.4.3 或更高版本
处理器要求IA-32 架构及兼容架构平台：
  • 英特尔® 奔腾® III 处理器或更新产品，400MHz 或更高频率
  • 任何英特尔® 酷睿™ 家族处理器
  • 任何英特尔® 至强® 处理器
  • 兼容的 AMD 处理器

英特尔® 64 架构及兼容架构平台：
  • 任何英特尔® 酷睿™ 家族处理器
  • 任何英特尔® 至强® 处理器
  • 任何英特尔® 奔腾® D 处理器
  • 兼容的 AMD 处理器

英特尔® 安腾® 处理器平台：
  • 任何英特尔® 安腾® 处理器

英特尔® 凌动™ 处理器平台：
  • 任何英特尔® 凌动™ 家族处理器
安装所需的最低磁盘空间900 MB 磁盘空间，外加 300 MB 临时空间，每份临时空间用于安装一个应用目标平台
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