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基于并行技术的高速图像解压缩系统实现研究

作　者: 杜霄
导　师: 李云松
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 图像压缩并行 SPIHT 高速
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

经过了六十多年的发展,图像压缩技术已经发展成为一种非常成熟的技术。JPEG2000国际压缩标准,CCSDS压缩标准和基于生成树的快速SPIHT算法等压缩技术广泛地应用于图像处理中。然而,随着社会的快速信息化,图像压缩技术面临着数据量激增的问题。使用单一的图像压缩技术,已经很难完成高速处理海量数据量的任务。本文在已有的图像压缩算法的基础上,介绍了基于并行技术的高速图像解压缩系统,同时深入研究了基于并行技术的高速图像解压缩系统的实现方案。本文首先概述了当前图像压缩的各种算法标准,并且深入研究了基于生成树的快速SPIHT算法。然后介绍了图像解压缩系统采用的并行技术,主要包括线程间的同步技术和进程间的数据共享机制。在此基础上,设计并实现了基于进程和线程等并行技术的高速图像解压缩系统。该系统由图像前端处理模块、数据共享内存模块、通信共享内存模块、图像解压缩模块和图像后端处理模块组成,创建了多个解压缩进程和解压缩线程,高速高可靠性地处理大量图像压缩码流。最后,实验结果表明该基于并行技术的高速图像解压缩系统在吞吐率、单帧图像解压缩时延以及可靠性方面均满足设计指标要求。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-11
  1.1 引言  7
  1.2 图像压缩技术概述  7-8
  1.3 基于并行技术的高速图像解压缩系统应用背景  8-9
  1.4 研究工作及论文结构  9-11
第二章快速SPIHT算法基本理论  11-19
  2.1 引言  11
  2.2 小波变换  11-12
  2.3 生成树的抽取  12-14
  2.4 快速SPIHT算法  14-15
    2.4.1 内嵌比特平面编码  14
    2.4.2 快速SPIHT算法的实现步骤  14-15
  2.5 快速SPIHT算法和其它算法对比  15-17
    2.5.1 CCSDS压缩算法简介  16
    2.5.2 JPEG2000压缩算法简介  16
    2.5.3 图像压缩算法性能比较  16-17
  2.6 本章小结  17-19
第三章高速图像解压缩系统并行技术  19-31
  3.1 进程和线程的基本概念  19-20
  3.2 进程和线程的创建  20-21
  3.3 线程间的同步技术  21-26
    3.3.1 用户方式中线程的同步  21-23
    3.3.2 线程与内核对象的同步  23-26
  3.4 进程之间数据共享机制  26-28
  3.5 高速图像解压缩系统的同步技术和数据共享机制  28-29
    3.5.1 高速图像解压缩系统的同步技术  28
    3.5.2 高速图像解压缩系统的数据共享机制  28-29
  3.6 本章小结  29-31
第四章基于并行技术的高速图像解压缩系统实现  31-51
  4.1 高速图像解压缩系统概述  31-32
  4.2 高速图像解压缩系统各个模块分述  32-36
    4.2.1 图像前端处理模块  32-33
    4.2.2 数据共享内存模块  33-34
    4.2.3 通信共享内存模块  34-35
    4.2.4 图像解压缩模块  35-36
    4.2.5 图像后端处理模块  36
  4.3 高速图像解压缩系统模块间的通信  36-38
  4.4 高速图像解压缩系统实现方法  38-41
  4.5 高速图像解压缩系统实现中的优化方法  41-43
    4.5.1 解压缩线程并行方式优化  41-42
    4.5.2 解压缩线程数据空间独立优化  42-43
    4.5.3 内存分配优化  43
    4.5.4 图像解压缩模块优化  43
  4.6 测试结果  43-49
    4.6.1 四核处理器测试  44-46
    4.6.2 八核处理器测试  46-49
  4.7 本章小结  49-51
第五章结束语  51-53
致谢  53-55
参考文献  55-59
研究成果  59

基于并行技术的高速图像解压缩系统实现研究

内容摘要

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