Desarrollo y evaluación de algoritmos paralelos para la compresión de secuencias de video

• Autores: Abelardo Rodríguez León
• Directores de la Tesis: Alberto Gonzalez Tellez (dir. tes.), Manuel Pérez Malumbres (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2007
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan José Serrano Martín (presid.), Rafael Ors Carot (secret.), Oscar Castillo López (voc.), Arnoldo Díaz Ramírez (voc.), Román Miguel Moreno (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de los ordenadores
      • Arquitectura de ordenadores
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• Resumen

  • La compresión de video es una tarea de computación intensiva. Actualmente hay diferentes tecnologías que ofrecen la potencia de cálculo requerida, como son el hardware específico, los procesadores de señal, los PCs multinúcleo y los clusters de PCs. Los clusters son los que ofrecen el mayor nivel de flexibilidad y escalabilidad.

    Para aprovechar los recursos de CPU disponibles en los clausters de PCs hay que combinar tres técnicas de programación paralela: paralelismo SIMD, paralelismo multihilo y paralelismo basado en paso de mensajes. El paralelismo SIMD trata de aprovechar las extensiones multimedia presentes en los procesadores modernos que utilizan los recursos internos de la CPU para realizar simultáneamente la misma operación sobre múltiples operandos. La programación multihilo permite utilizar las arquitecturas hyperthreading y multinúcleo de los nodos del cluster. Finalmente la programación paralela basada en paso de mensajes es la que mejor se adapta a la arquitectura de memoria distribuida de los clusters.

    Este trabajo estudia la aplicación de los clusters de PCs en la compresión de video basada en los estándares de última generación, principalmente el estándar H.264. En el primer capítulo se expone el estado del arte tanto en codificación de video como en métodos de paralelización, terminando con una descripción de los trabajos más relevantes en relación con la paralelización de codificadores de video sobre clusters.

    El segundo capítulo plantea la paralelización a nivel de paso a mensajes utilizando el estándar MPI sobre clusters disponibles. Esta paralelización se plantea a dos niveles: temporal y espacial. El nivel temporal descompone la secuencia de video en grupos de cuadros (GOPs) de tal forma que cada GOP es procesado de forma independiente. El nivel espacial descompone cada cuadro en regiones (Slices) que también pueden procesarse con un elevado nivel de independencia. Ambos niveles puden combinarse dividi