基于多核SMP集群的并行图像压缩研究

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaodixi000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着高清摄像头的大量使用,摄影机和照相机拍摄的图片的分辨率不断提高,在带来高画质图像的同时,这些图像在现行的网络环境下传输速度愈来愈显得不足,特别是一些对实时性有比较高的需求的情况下更为明显。因此,如何在现有计算机和网络环境下实现对数量越来越多、画质越来越清晰、占用空间越来越大的图像信息的进行处理的问题己成为许多方面的关键问题和核心技术,对图片进行压缩就是应对这一情况解决方案之一。在保证图片清晰度的前提下,使用各种编码或其它技术将编码中多余信息除去,以求缩小空间占用、加快通讯速度等效果。一些高压缩比算法是以花费大量的计算时间为代价的,这无疑是不划算的,因此在得到图像高压缩比的同时,还要缩短压缩所需要的时间。通过图像压缩的并行化,可以将压缩的速率提高,减少压缩所耗费的时间。人们通过使用多核处理器及集群提高运算速率,利用并行化的处理技术来改进计算机系统结构。尽可能地使用更少的时间来完成任务,并且充分的发挥计算中并行作用。下面是本文的主要内容:结合SMP集群的层次化结构,使用了MPI的消息传递编程模型和OpenMP的共享内存编程模型进行并行化设计,在节点间选择了使用消息传递进行通讯,在节点内部使用共享内存进行通讯。在实验室环境下,使用曙光集群TC-5000作为硬件,使用主从模式进行了分形图像压缩的并行化设计,分别使用了纯MPI并行以及加入了OpenMP的Hybrid并行,同时使用动态的任务划分,以期提升压缩的效率。在实验部分,先进行了并行环境的搭建,对图片分别使用串行,MPI并行以及Hybrid并行的分形图像压缩算法进行压缩,比较压缩花费的时间,分析并行算法对图像压缩方法提升的规律。第一,对主节点的控制行为进行了改进,只进行分块编号和控制命令的分发,运算数据不由主节点进行分发。计算节点根据指令和编号使用主节点上的数据进行运算。第二,提出使用任务动态分布的策略,充分发挥计算节点的计算能力,提高程序的并行度,提高算法的健壮性。第三,使用打包操作,在计算节点上完成数据的初步汇总,避免频繁地数据传递操作,减少了节点间的通信。第四,计算节点上使用了OpenMP进行块的映射,提高了算法的计算速度,增加了并行度,减少了通信开销。在多核SMP集群中,进行了并行化,对试验环境进行了调试。对比实验体现了并行算法通过更少的时间完成最佳块匹配映射。显示出了多核SMP集群环境下并行计算在图像压缩领域的重要应用价值。
其他文献
并行工程是当今国际先进制造领域研究和工程实践的热点,因为它的实施能大大缩短产品的开发周期,降低产品的开发成本。装配建模是近几年来兴起的一种建模方法,它的最大特点是
近年来,一方面随着数据库技术不断地发展,除传统的关系数据库外,XML数据库、面向对象数据库等新的数据库形式开始应用到企业中来。另一方面,企业不断地兼并和重组,新的企业需
随着我国经济建设的快速发展和城市化水平的提高,城市交通量迅速增长,城市交通问题日益突出。交通出现了日趋紧张的局面,拥堵经常发生,整个城市的经济发展受到制约,缓解交通
敏感数据的安全传输是网络安全技术的一个重要的组成部分。目前电子交易中经常使用两种安全在线支付协议即安全套接层SSL协议和安全电子交易SET协议。它们能够提供安全性较高
本文阐述了中间件技术的发展现状和存在的问题,然后针对课题——广东电信业务支撑系统开发需要解决的一些问题,提出使用三大主流中间件技术平台中的J2EE来开发电信业务支撑系
  时间是自然界普遍存在的一种属性,研究时态是计算机研究的一个重要方向。现实世界中,以工资政策为代表的一大类知识具有强烈的时态性,而且在某些应用中其时态性还发挥着关键
“我们正受信息淹没,但却渴求知识。”美国著名未来学家J.奈斯比特一语道出了生活于网络世界的现代人所面临的困惑与尴尬。现在的搜索引擎已经不能满足人们日益增长的知识信息
  推荐系统是电子商务应用中最重要的技术之一。推荐系统是根据用户以往的购买或评分记录,根据推荐算法,向用户推荐其他产品的一种实用系统。各国的研究者们为了使得算法产生
MPEG-2视频播放器是龙芯系列处理器的重要应用之一。在龙芯2号的早期版本中,MPEG-2视频播放的速度不甚理想,提高龙芯2号的MPEG-2视频播放性能具有十分重要的意义。为了支持多
软件生产线是一个以软件工程为背景发展而来的、新兴的、多学科交叉的研究领域;涉及软件技术、管理技术和商务规划等多个方面,几乎覆盖了软件工程的所有领域;软件生产线已成