Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các Thuật Toán Song Song Dựa Trên Phương Pháp Cửa Sổ Thời Gian cho Biến Đổi Sóng Ba Chiều Không Thay Đổi trên Angiography Sử Dụng Một Hệ Thống Máy Tính Đa Năng
Tóm tắt
Trong bài báo này, chúng tôi giới thiệu và đánh giá các triển khai song song của hai thuật toán giải tương quan chuỗi video được phát triển dựa trên biến đổi sóng ba chiều không thay đổi (3D-WT) và phương pháp cửa sổ thời gian. Các thuật toán được đề xuất đã chứng minh rằng chúng vượt trội hơn thuật toán 3D-WT cổ điển về hiệu quả mã hóa tốt hơn và yêu cầu tính toán thấp hơn, đồng thời cho phép mã hóa không mất mát và tái tạo chất lượng cao: hai tính năng liên quan nhất đến các ứng dụng hình ảnh y tế. Các triển khai song song của các thuật toán được phát triển và thử nghiệm trên một hệ thống bộ nhớ chia sẻ, siêu máy tính SGI Origin 3800, sử dụng một mô hình truyền thông. Chúng tôi đánh giá và phân tích hiệu suất của các triển khai dựa trên thời gian phản hồi và yếu tố gia tốc bằng cách thay đổi số lượng bộ xử lý và các tham số mã hóa video khác nhau. Điểm mấu chốt cho phép phát triển các triển khai hiệu quả cao dựa trên chiến lược phân phối khối lượng công việc bổ sung bởi việc sử dụng các nguyên thủy I/O song song, nhằm khai thác tốt hơn các đặc tính vốn có của ứng dụng và nền tảng máy tính. Hai bộ nguyên thủy I/O được thử nghiệm và đánh giá: những nguyên thủy được cung cấp bởi trình biên dịch C và những nguyên thủy thuộc thư viện MPI/IO.
Từ khóa
#thuật toán song song #biến đổi sóng ba chiều #mã hóa video #ứng dụng hình ảnh y tế #nguyên thủy I/OTài liệu tham khảo
Feil, M., & Uhl, A. (2002). Efficient wavelet-based video coding. IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium, IPDPS.
Nielsen, O. M., & Hegland, M. (2000). Parallel performance of fast wavelet transform. International Journal of High Speed Computing, 11(1), 55–73.
Moyano-Ávila, E., Quiles, F. J. & Orozco-Barbosa, L. (2006). Standard wavelet transform for angiography sequences decorrelation by the temporal-window method. World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering, Springer Series, pp. 2472–2475.
Moyano, E., Quiles, F. J., Garrido, A., Orozco-Barbosa, L., Duato, J. (2001). Efficient 3-D wavelet transform decomposition for video compression. Second International Workshop on Digital and Computational Video, USA, IEEE Computer Society, pp. 118–125.
Moyano-Ávila, E., Orozco-Barbosa, L., & Quiles, F. J. (2007). Entropy improvement by the temporal-window method for alternating and non-alternating 3D wavelet transform over angiographies. Journal of Medical and Biological Engineering and Computing, 45(11), 1121–1125.
Fournier, A. (1995) Wavelets and their application in computer graphics. Siggraph Course Notes.
Pearlman, W. A., Kim, B. J., & Xiong, Z. (1998). Embedded video subband coding with 3D SPIHT. Wavelet image and video compression. Dordrecht: Kluwer.
Moving Picture Experts Group (MPEG). Working group of ISO/IEC. http://www.chiariglione.org/mpeg/.
Pacheco, P. (1997). Parallel programming with MPI. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann Publishers, Inc.
Thakur, R. (2005). Introduction to parallel I/O and MPI-IO, Tutorial at 11th Annual Computing Institute. California: San Diego Supercomputer Center.
Mallat, S. G. (1989). Multifrequency channel decompositions of images and wavelet models. IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, 37(12), 2091–2110.
Antonini, M., Barlaud, M., Mathieu, P., & Daubechies, I. (1992). Image coding using wavelet transform. IEEE Transactions on Image Processing, 1, 205–220.
Komatsu, K., & Sezaki, K. (1999). Lossless filter banks based on two point transform and interpolative prediction. Proceedings of IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 3, 1469–1472.
Moyano-Ávila, E., Quiles, F.J., Orozco-Barbosa, L. (2007). Development and evaluation of high-performance decorrelation algorithms for the nonalternating 3D wavelet transform. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, Vol. 2007. Hindawi Publishing Corporation.
Modarresi, M., & Sarbazi-Azad, H. (2005). Parallel 3-dimensional DCT computation of K-Ary n-cubes. International Conference on High-Performance Computing in Asia-Pacific Region. IEEE Computer Society.
Yu, H., & Ma, K. (2005). A study of I/O methods for parallel visualization of large-scale data. Parallel Computing, 31(2), 167–183.
Wapperom, P., Beris, A. N., & Straka, M. A. (2006). A new transpose split method for three-dimensional FFTs: Performance on an Origin2000 and Alphaserver cluster. Parallel Computing, 32(1), 1–13.
Thulasiraman, P., Khokhar, A. A., Heber, G., & Gao, G. R. (2004). A fine-grain load-adaptive algorithm of the 2D discrete wavelet transform for multithreaded architectures. Journal of Parallel and Distributed Computing, 64(1), 68–78.
Kutil, R., & Uhl, A. (1999). Hardware and software aspects for 3-D wavelet decomposition on shared memory MIMD computers. Proceedings ACPC’99, LNCS 1557, pp. 347–356.
Norcen, R., & Uhl, A. (2005). High performance JPEG 2000 and MPEG-4 VTC on SMPs using OpenMP. Parallel Computing, 31(10–12), 1082–1098.
Katona, M., Pizurica, A., Teslic, N., Kovacevic, V., & Philips, W. (2006). A real-time wavelet-domain video denoising implementation in FPGA. EURASIP Journal of Embedded Systems, 2006, 1–12.
Silicon Graphics Inc. “SGI Origin 3000”. http://www.sgi.com/origin/3000/