一种利用GPU实现JPEG2000解压缩算法中逆小波变换的加速方法技术

本发明专利技术公布了一种利用GPU实现JPEG2000解压缩算法中逆小波变换的加速方法。首先利用GPU共享存储器访问速度快的优势，在共享存储器中优化存储逆小波变换系数；然后根据逆小波变换过程中行与行、列与列处理相互独立的特点，采用一个block处理一行(列)像素的并行处理方式，根据同一行(列)像素处理时虽然有依赖性，但部分处理过程仍可并行的特点，采用一个线程处理若干个像素的并行处理方式，完成水平方向和垂直方向的逆小波变换。本发明专利技术所提出的逆小波变换加速方法，充分利用了GPU内核数多、适于并行运算的优势，能够有效提高JEPG2000的解压缩速度，且算法结构简单合理，易于在GPU上实现。

An acceleration method of inverse wavelet transform in JPEG2000 decompression algorithm by using GPU

This invention has published an accelerated method of using GPU to realize the inverse wavelet transform in the JPEG2000 decompression algorithm. We use GPU shared memory access speed advantage in sharing the inverse wavelet transform coefficients to optimize the storage memory; then according to the inverse wavelet transform to process lines, column and column features independent of each other, using a block line (column) parallel processing pixel, according to the same row (column) although there are pixel dependent features, but part of the process can be parallel, using a thread processing a plurality of pixel parallel processing, inverse wavelet transform and vertical direction in the horizontal direction to complete. The inverse wavelet transform acceleration method proposed by this invention makes full use of the advantages of GPU kernel number and suitable for parallel computing. It can effectively improve the decompression speed of JEPG2000, and the algorithm is simple and reasonable, and it is easy to implement on GPU.

【技术实现步骤摘要】
一种利用GPU实现JPEG2000解压缩算法中逆小波变换的加速方法
本专利技术属于多媒体编解码领域，具体涉及一种利用GPU实现JPEG2000解压缩算法中逆小波变换的加速方法。
技术介绍
随着多媒体技术和网络通信技术的快速发展，人们迫切需要一种压缩效果更佳优越，支持更多图像格式，并能够提供更多新特性的静态图像压缩标准。在2000年12月，联合图像专家组(JointPhotographicExpertsGroup,JPEG)推出了新一代静态图像压缩标准—JPEG2000。JPEG2000采用了小波变换、优化截取内嵌块编码和高效的码流组织形式，适用于各种类型的静态图像。JPGE2000的编码系统流程如图1所示。在编码过程中，首先对图像进行预处理(包括图像分块、电平位移和分量变换)，其次是小波变换，然后是量化，最后对量化后的小波系数采用率失真优化截取的内嵌块编码算法EBCOT。EBCOT分为Tier-1(简称T1)和Tier-2(简称T2)两部分：T1由内嵌比特平面编码和MQ算术编码组成，T2由码率控制、质量分层和打包组成。在小波变换部分，JPEG2000采用了离散小波变换。首先将原始图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用GPU实现JPEG2000解压缩算中逆小波变换的加速方法，其特征在于，该方法的步骤如下：(1)、根据JPEG2000压缩算法中采用的小波变换级数，计算当前待解压缩子带的宽度width；(2)、根据JPEG2000压缩算法中采用的小波变换级数，计算当前待解压缩子带的高度height；(3)、利用GPU的共享存储器优化存储逆小波变换系数，设计行与行之间的并行策略，对图像按行进行水平方向的一维逆小波变换；(4)、利用GPU的共享存储器优化存储逆小波变换系数，设计列与列之间的并行策略，对图像按列进行垂直方向的一维逆小波变换；(5)、将逆小波变换后的数据从GPU的共享存储器拷贝到全局存储器。

【技术特征摘要】
1.一种利用GPU实现JPEG2000解压缩算中逆小波变换的加速方法，其特征在于，该方法的步骤如下：(1)、根据JPEG2000压缩算法中采用的小波变换级数，计算当前待解压缩子带的宽度width；(2)、根据JPEG2000压缩算法中采用的小波变换级数，计算当前待解压缩子带的高度height；(3)、利用GPU的共享存储器优化存储逆小波变换系数，设计行与行之间的并行策略，对图像按行进行水平方向的一维逆小波变换；(4)、利用GPU的共享存储器优化存储逆小波变换系数，设计列与列之间的并行策略，对图像按列进行垂直方向的一维逆小波变换；(5)、将逆小波变换后的数据从GPU的共享存储器拷贝到全局存储器。2.根据权利要求1所述的利用GPU实现JPEG2000解压缩算中逆小波变换的加速方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括如下步骤：(31)、根据步骤(2)计算的子带高度height，在GPU中启动height个线程块block，每个线程块block负责对当前子带的一行数据进行水平方向的一维逆小波变换；(32)、在每个线程块block中，启动个线程，每个线程负责对该行相邻的num个像素进行一维逆小波变换，其中，num表示每个线程所要处理的像素个数；(33)、设置GPU的共享存储器，大小为width字节，并将逆小波变换系数从全局存储器拷贝到共享存储器中；(34)、根据线程块block编号和线程thread编号，计算每个线程所要处理的像素位置：pixi,j(0)＝blockj*width+threadi*numpixi,j(1)＝blockj*width+threadi*num+1......其中，pixi,j(n)表示第j个线程块block中第i个线程所要处理的第n个像素在当前子带中的位置；blockj表...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪翠，王海波，李哲，王朋，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东,37