基于并行的图像编码算法研究

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集成电路技术的限制使得单体计算机的运算速度难以再有快速的提高,因此,多核处理器成为计算机发展的主要方向。多媒体技术的发展使得图像文件不断增大,图像处理的实时性决定图像处理速度需要不断的提高。本文以多核处理器上的并行图像压缩编码为研究对象,主要研究了Huffman编码和游程编码。首先对这两种编码方法串行算法研究,在理论上分析其并行的可能性。在理论分析的基础上,把并行算法设计方法应用到这两种编码方法中,并行设计方法如下:1.采用分治的原则,将数据根据参与运算的处理器数目均匀分块;对分块后的数据并行处理,并行处理时间约等于串行时间除以参与运算的处理器数目;2.使用文件并行读的方法,每个参与运算的处理器根据自己的编号,独立的读取该处理器要处理的数据,并对数据进行编码;文件读取时间随着处理器数目的增加而减小;3.把流水线设计方法应用到写文件操作;使用这种方法,参与运算的处理器独立的进行写文件操作,减少了处理器间的通信时间。文中采用SPMD并行模式,在MPI的并行环境下,写出了并行算法,在IBM X3500四核服务器上运行了并行算法,根据实验数据对并行算法进行了性能分析。实验表明:并行运行时间均小于串行运行时间,并行加速比随着节点数目的增加而增大,即文中提出两种编码算法的并行设计方法是可行的。
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