Paralelní návrh a GPU implementace kompresního standardu HTJ2K

Bc. Pavel Fikar

Master's thesis

Parallel design and GPU implementation of HTJ2K compression standard

Abstract:

HTJ2K je nejnovějším přírůstkem do rodiny mezinárodních standardů JPEG 2000. HTJ2K byl vyvinut jako vylepšení existujícího standardu JPEG 2000, s cílem zvýšení propustnosti operací komprese a dekomprese, použitím nového blokového kompresní algoritmu FBCOT. V této práci je FBCOT podrobně analyzován krok po kroku s cílem nalézt optimální způsob paralelizace celého výpočtu. Ty jsou posléze využity pro tvorbu nové GPU implementace, jenž využívá ohromný výpočetní výkon moderních grafických karet. Vytvořená implementace je dále podrobena řadě optimalizací, které maximalizují její rychlost. Výsledná optimalizovaná implementace se ukázala být až 10x rychlejší než existující open-source CPU implementace.

Abstract:

HTJ2K is the most recent standard developed by JPEG group. HTJ2K was developed as an improvement of an existing standard JPEG 2000, with a goal of increasing throughput of decoding and encoding operation by using new block coding algorithm FBCOT. In this thesis, the FBCOT is analyzed step by step to find possibilities for parallelization of algorithm, which are then used to create a new GPU implementation, that is utilizing the full compute power of modern graphics card. The Implementation was subjected to a series of optimization steps to maximize its speed. The performance of the implementation has turned out to be approximately 10x faster then available open-source CPU implementation.

Keywords

CUDA, GPU, JPEG2000, HTJ2K, optimalizace, paralelizace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 7. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 16. 9. 2020
• Supervisor: RNDr. Jiří Matela, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Petr Holub, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Informatics / Computer Networks and Communication