search query: @supervisor Soisalon-Soininen, Eljas / total: 163
reference: 25 / 163
« previous | next »
Author:Vuori, Arto
Title:A software architecture for high-performance video processing
Ohjelmistoarkkitehtuuri korkeansuorituskyvyn videokäsittelyyn
Publication type:Master's thesis
Publication year:2010
Pages:66      Language:   eng
Department/School:Informaatio- ja luonnontieteiden tiedekunta
Main subject:Ohjelmistotekniikka   (T-106)
Supervisor:Soisalon-Soininen, Eljas
Instructor:Suontama, Vesa
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto     | Archive
Keywords:parallel processing
video processing
software architecture

rinnakkaislaskenta
videokäsittely
ohjelmistoarkkitehtuuri
Abstract (eng): The subject of this thesis is the study of high performance video processing with a new software framework for modern parallel computers.
The main goal of the framework is to efficiently use parallel computing resources in demanding video processing applications for television broadcast production systems.
The framework enables easy development of video processing systems through rapid prototyping on general purpose computers while simultaneously provides solid foundation for building complex video processing applications.

Real-time digital video processing is computationally very demanding and traditionally requires specialized custom video processing hardware.
The recent emergence of multi-core processors and programmable graphics processing units has brought great performance potential for software based video processing.
However, current video processing software for this heterogeneous computing environment is still lacking behind, and does not scale when more parallel computing resources are made available.

In order to solve this, I propose a new software architecture that implements filter graph based framework for video processing similar to existing multimedia frameworks, but with parallel execution model.
It is scalable and high performance while using only standard CPU and GPU components.
The framework and its video processing component library can be used with high-level scripting languages to make applications development easier and faster.
It has a collection of various processing elements, which can be connected as a complex filter graph that has explicit coarse grain parallel execution model based on data flow driven execution.
I will explain how dynamic real-time execution scheduler can do parallel and efficient execution of those filter graphs.

Last part of this thesis provides tests results of a prototype system made to verify system scalability and efficiency.
These results show that our system has good scalability and can run with over five times performance on an eight core computer when compared to a single threaded execution.
I have also compared GPU and multi-core CPU processing and in my video processing benchmark a single GPU can run 4 - 20 times faster than CPU only solution depending on how many processing threads are used.
The framework can flexibly mix both GPU and CPU processing elements to get benefit of both and exploits both fine-grain and coarse-grain parallelism that is often available in video processing applications.
Abstract (fin): Tässä diplomityössä olen tutkinut videonkäsittelyssä käytettävää ohjelmistoarkkitehtuuria ja kehittänyt ohjelmistoalustan korkeaa suorituskykyä vaativille televisiontuotantojärjestelmille käyttäen moderneja rinnakkaisia tietokoneita.
Ohjelmistoalusta mahdollistaa nopean prototyyppien kehityksen yleisesti saatavilla olevilla tietokoneilla ja samalla tarjoaa tehokkaan rungon monimutkaisten videonkäsittelyohjelmistojen kehittämiseen.

Reaaliaikainen videonkäsittely on laskennallisesti vaativaa ja perinteiset järjestelmät käyttävät usein erikoislaitteita videonkäsittelyyn.
Ohjelmoitavien grafiikka- ja moniydinsuorittimien viimeaikainen kehitys tarjoaa runsaasti suorituskykyä ohjelmistopohjaiseen videonkäsittelyyn, mikä mahdollistaa korkean suorituskyvyn rinnakkaislaskennan.
Kuitenkaan nykyiset ohjelmistot eivät kykene tehokkaasti käyttämään näitä rinnakkaisia järjestelmiä.

Esittelen uuden ohjelmistoarkkitehtuurin rinnakkaiseen videonkäsittelyyn, mikä hyödyntää aikaisemmissa multimedia-alustoissa käytettyjä suodatingraafeja, mutta lisäksi laajentaa niitä rinnakkaisella prosessointimenetelmällä.
Tämä uusi järjestelmämme on skaalautuva ja kykenee tehokkaasti käyttämään sekä moniydinsuorittimia että grafiikkasuorittimia.
Videonkäsittelykomponenttikirjastoamme ja ohjelmistoalustaamme on mahdollista käyttää myös korkeantason ohjelmointikielillä, mikä tarjoaa helpomman ja nopeamman tavan kehittää sovelluksia.
Komponentteja voi helposti yhdistää toisiinsa ja näin rakentaa laajoja modulaarisia järjestelmiä.
Järjestelmällä muodostetaan suodatingraafeja, jotka kuvaavat tietovuota videonkäsittelyprosesseissa.
Näitä graafeja voi prosessoida hyödyntäen tietovuolaskennan menetelmiä.
Lisäksi esittelen miten nämä graafit voi ajoittaa ja tosiaikaisesti suorittaa tehokkaasti rinnakkaistietokoneilla.

Lopuksi esittelen tuloksia esittelemäni järjestelmän prototyypillä tehdyistä testeistä, joilla mittaan järjestelmän tehokkuutta ja skaalautuvuutta.
Testattaessa kahdeksan suoritinytimenjärjestelmällä tulokset osoittavat, että järjestelmä kykenee toimimaan monisäikeistettynä yli viisinkertaistella suorituskyvyllä verrattuna vain yhteen prosessointisäikeeseen.
Vertailen myös grafiikka- ja moniydinsuorittimien suorituskykyä, missä testissäni yksi grafiikkasuoritin on 4 - 20 kertaa tehokkaampi kuin moniydinsuoritin riippuen käytettyjen prosessointisäikeiden määrästä.
Esittelemäni järjestelmä kykenee käyttämään sekä grafiikka- että moniydinsuorittimia ja pystyy näin hyödyntämään videonkäsittelyssä usein ilmenevää monimuotoista rinnakkaisuutta tehokkaasti.
ED:2010-07-12
INSSI record number: 39914
+ add basket
« previous | next »
INSSI