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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 電機資訊學院
  3. 資訊網路與多媒體研究所
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/63236
標題: 分散式視訊編碼之旁資訊增強與平行化設計
Distributed Video Coding with Improved Side Information
Refinement and Parallelized Architecture Design
作者: Yun-Chung Shen
沈允中
指導教授: 吳家麟(Ja-Ling Wu)
關鍵字: 分散式視訊壓縮,附帶消息,通用圖形處理器,多核心中央處理器,
Distributed video coding,Wyner-Ziv video coding,parallel computing,Cloud computing,CUDA,multi-core CPU,GPGPU,blockmode selection,side information refinement,
出版年 : 2012
學位: 博士
摘要: 分散式視訊編碼的發展是未來相當具有指標性的編碼壓縮技術,也是消息理
論在學術發展上的重要里程碑,無論在業界、學術界都相當重視這部分的發展及
研究。分散式視訊編碼技術跟傳統視訊壓縮技術最大的差別在於分散式視訊編碼
可以有彈性地把壓縮編碼的計算負擔分散給解壓縮端,根據資訊理論的證明,分
散式視訊編碼的壓縮編碼效能,理論上等同於傳統視訊編碼,這個新的技術在多
端點分散式異質系統視訊通訊環境下具有相當的潛力。本論文「分散式視訊編碼
之旁資訊增強與平行化設計,以提昇新世代分散式視訊壓縮應用為目標,共分成
兩大方向:解壓縮端附帶消息位元生成演算法與解壓縮端演算法平行化。分別從
解壓縮端的演算法設計以及藉由通用圖形處理器平行加速運算兩方面著手,適切
地符合使用者對於新世代分散式視訊壓縮應用的需求。
解壓縮端附帶消息位元生成演算法之主要目的是對於由動態預測與動態補償
的高複雜度處理程序設計了空間域冗餘消除的技術, 分散式視訊編碼將傳統資料
壓縮的計算負擔由編壓縮端移至解壓縮端,符合在傳送端編碼器的低功率要求,
可有效降低編碼硬體成本,但是在壓縮效率上卻離理論值還有一段的差距,故本
論文在壓縮端的演算法設計主要著重於研發新一代的附帶消息位元生成的技術,
以有效提升附帶消息的產生,俾使分散式視訊編碼的壓縮效率能符合實際應用的
要求。
解壓縮端演算法平行化之主要目的是為達到資訊理論的通道極限,低密度同
位檢查碼的分組碼長度必須要夠大,所以節點的數目將非常龐大,在中央處理器
上計算所對應的機率參數會耗上大量的時間,因此,我們將把低密度同位檢查碼
中最花時間的解碼部份,實作在通用圖形處理器上,利用通用圖形處理器內眾多
的算術邏輯單元來達成平行計算的效果,將解壓縮的時間大幅度的降低,以符合
實際上應用及時解碼的需求。
Despite gaining certain improvements in coding performances recently, the
effectiveness (in terms of rate-distortion) and theefficiency (in terms of decoding
speed) of the existing Wyner-Ziv (WZ) codecs are far behind that of the state-of-the-art
prediction-based video coding standards. In other words, for decades, the poor RD
performance and the high coding delay hinder WZ codecs from being applied to
practical applications. To respond to the above challenges, an effective and efficient
WZ video coding architecture, referred to herein as“Improved Side Information and
Parallelized Design” (ISIPaD) for distributed videocoding (DVC), is proposed and
realized to enhance the RD performance and the execution speed at the same time. Due
to the difference of main focus, we present our work in a series of two parts. Part I of
this work details the proposed coding scheme and shows its RD superiority over the
related works, while Part II addresses the parallelizability of the proposed coding
architecture and shows its timing performance we obtained when ISIPaD is realized on
a multi-core CPU-plus-GPGPU platform. With much enhanced performances in both
rate distortion (up to 3.6dB in RD measures) and execution time (60.97 times faster in
speed), as compared with those of the state-of-the-art WZ video codecs, our work
demonstrates a great potential for DVC being applied to real applications in the near
future.
URI: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/63236
全文授權: 有償授權
顯示於系所單位:資訊網路與多媒體研究所

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