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1、代號(hào)10701學(xué)號(hào)1101120214分類號(hào)TN919密級(jí)公開題(中、英文)目JPEG2000算法中EBCOT解碼的GPU并行優(yōu)化設(shè)計(jì)OptimizationParallelDesignofEBCOTDecoderforJPEG2000UsingGPU作者姓名曾紹陽指導(dǎo)教師姓名、職稱李云松教授授學(xué)科門類工學(xué)學(xué)科、專業(yè)通信與信息系統(tǒng)提交論文日期二○一四年一月萬方數(shù)據(jù)西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德,本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝
2、中所羅列的內(nèi)容以外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果;也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處,本人承擔(dān)一切的法律責(zé)任。本人簽名:日期:西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定,即:研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件,允許查閱和借閱論文;學(xué)??梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容,可以允
3、許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。同時(shí)本人保證,畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的文章一律署名單位為西安電子科技大學(xué)。(保密的論文在解密后遵守此規(guī)定)本學(xué)位論文屬于保密,在年解密后適用本授權(quán)書。本人簽名:日期:導(dǎo)師簽名:日期:萬方數(shù)據(jù)摘要作為新一代的靜止圖像編碼標(biāo)準(zhǔn),JPEG2000的壓縮效果明顯優(yōu)于JPEG標(biāo)準(zhǔn),而且用戶可以根據(jù)需要截?cái)鄩嚎s碼流,獲得不同質(zhì)量的恢復(fù)圖像,這使得它被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。此外,它支持漸進(jìn)傳輸和感興趣區(qū)域(ROI)編碼。傳統(tǒng)的GPU只負(fù)責(zé)圖形渲染,但其強(qiáng)大浮點(diǎn)數(shù)編程和計(jì)算能力,使得GPU成為理想的并行處理
4、器,越來越多的科研機(jī)構(gòu)開始利用GPU的并行處理能力進(jìn)行非圖形繪制方面的科學(xué)計(jì)算研究。本文首先描述了JPEG2000編碼算法的基本原理、GPU架構(gòu)和CUDA體系結(jié)構(gòu)。隨后對(duì)JPEG2000算法中EBCOT解碼模塊進(jìn)行了分析,結(jié)合GPU的并行架構(gòu),提出了一種基于GPU的EBCOT解碼并行優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,并加以軟件實(shí)現(xiàn)。最后,對(duì)優(yōu)化前后的JPEG2000解碼程序在解碼速度和恢復(fù)圖像質(zhì)量等方面進(jìn)行了相應(yīng)的測(cè)試和性能分析。測(cè)試結(jié)果表明,EBCOT優(yōu)化后的JPEG2000解碼程序,性能得到了大幅提升,且恢復(fù)圖像的PSNR與JPEG2000解碼的CPU程
5、序結(jié)果一致,圖像質(zhì)量沒有損失。關(guān)鍵詞:圖像壓縮JPEG2000GPU并行優(yōu)化EBCOT萬方數(shù)據(jù)AbstractAsanewgenerationstillimagecompressionstandard,JPEG2000performsmuchbetterthanJPEGstandardincompressioneffect,anduserscantruncatethecodestreamaccordingtotheirneed,inordertogetrecoveredimageswithdifferentquality,whichmak
6、esitwidelyusedineveryfield.Inaddition,itsupportsprogressivetransmissionandregionofinterestingcoding.ThetraditionalGraphicProcessingUnit(GPU)isonlyresponsibleforgraphicsrendering,butitspowerfulfloatingpointcomputationandcomputingcapability,makeitbecomeanidealparallelproces
7、sor.MoreandmoreresearchinstitutionsbecometoapplyitsparallelprocessingcapabilityinthescientificresearchareaswheretheGPUisnotusedforgraphicsrendering.Inthisthesis,thebasicprinciplesofJPEG2000standard,thearchitectureofGPUandCUDAisfirstpresented.Then,accordingtotheanalysisoft
8、heEBCOTalgorithminJPEG2000,alongwiththespecialparallelarchitectureofGPU,anoptimizedEBCOTparallel