Lehrstuhl für
Multimediakommunikation und Signalverarbeitung
Prof. Dr.-Ing. André Kaup

Parallelisierung der Frequenzselektiven Extrapolation mittels OpenMPI

Betreuer:Dr.-Ing. Jürgen Seiler (Raum 01.190)
Hochschullehrer:Prof. Dr.-Ing. André Kaup
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Info:

Die Extrapolation von Bild- und Video­signalen ist ein wichtiger Teil­bereich der digitalen Signalverar­beitung. Das Ziel besteht dabei darin, ein Signal, das nur teilweise bekannt ist, mit möglichst hoher Qualität wieder zu rekonstruieren. Um dies zu erreichen muss das Signal aus den Bereichen, in denen es bekannt ist, in die Bereiche fortgesetzt werden, in denen keine Information über die Signalamplitude vorliegt. In der Bild- und Videosignal­verarbeitung findet die Extrapolation von Signalen beispielsweise bei der Verschleierung von Bereichen, die durch eine fehlerhafte codierte Übertragung zerstört wurden, oder bei der Prädiktion im Rahmen der hybriden Videocodierung Anwendung.

 

 

 

Ein sehr effektives und vielseitiges Verfahren für diese Aufgabe ist die am LMS entwickelte Frequenzselektive Extrapolation. Dieses Verfahren erzeugt iterativ ein Modell des unvollständigen Signals als eine gewichtete Überlagerung von DFT Basisfunktionen. Dieses Modell wird so erzeugt, dass es die vorhandenen Bereiche möglichst gut approximiert. Da sich das Modell aber auch über die unbekannten Bereiche erstreckt erhält man sofort eine Fortsetzung der Signale in diese Bereiche hinein.

 

 

 

Ein Nachteil der Frequenzelektive Extrapolation besteht aber in der relativ hohen Komplexität der Berechnungen, die für die Modellbildung nötig sind. Da die Extrapolation aber blockweise ausgeführt wird, bietet sich dieses Verfahren sehr für eine parallele Verarbeitung an.

 

 

Im Rahmen der Bachelor- oder Masterarbeit soll eine parallele Realisierung der Frequenzselektiven Extrapolation mittels OpenMPI auf heterogenen Clustern untersucht werden. Dazu soll das Message Passing Interface (MPI) verwendet werden, um das Extrapolationsproblem auf mehrere Computer zu verteilen, die dann unabhängig voneinander die Rekonstruktion durchführen. Um die Leistungsfähigkeit dieses Ansatzes zu bewerten, sollen verschiedene Aufteilungen der zu bearbeitenden Blöcke untersucht werden. Weiterhin soll evaluiert werden, wie das Verfahren bei Hinzunahme weiterer Computer für die Berechnung skaliert.

 

 

Typ:Bachelorarbeit, Masterarbeit
Status:Angeboten