[发明专利]一种OpenCL J2K压缩方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种OpenCL J2K压缩方法，属于计算机图像压缩处理技术领域。

背景技术

JPEG 2000是一个基于小波的图像压缩标准。JPEG 2000的目的不仅是改善JPEG的压缩性能，它也增添（或改善）了很多例如可扩展性和可修改性的功能。JP2压缩包括四个步骤：小波变换，量化，Tier1压缩和Tier2压缩。

JPEG 2000的压缩比更高，而且不会产生原先的基于离散余弦变换的JPEG标准产生的塊狀模糊瑕疵。缺点是压缩速度比较慢。JP2压缩包括四个步骤：小波变换，量化，Tier1压缩和Tier2压缩；切换次数较多，压缩效率低。传统的GPU加速的JP2压缩算法主要是在将小波变换移植到GPU上，其他的处理仍然在CPU上进行，加重了CPU的负荷。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种OpenCL J2K压缩方法。

技术方案：一种OpenCL J2K压缩方法，包括 CPU程序和四个 GPU内核程序。四个GPU内核程序分别是：

1．小波行变换内核程序K1，用于对图像的一行进行小波变换。

2．小波列变换内核程序K2，用于对图像的一列进行小波变换。

3．量化处理内核程序K3，用于在GPU上进行量化处理。

4．Tier1压缩内核程序K4，用于在GPU上进行Tier1压缩。

本方法的主要特点为：

1.   连续进行5级小波行变换和列变换，减少了OpenCL内核的切换次数。

2.   在GPU上进行Tier1压缩，降低了CPU的负荷。

具体包括如下步骤：

步骤1：上传待压缩图像到GPU；

步骤2：5级小波变换，循环5次，n = 5；

步骤3：对待压缩图像进行小波行变换；

步骤4：n = n -1，如果n > 0，转步骤3；

步骤5：对小波行变换所得结果图像进行5级小波列变换；

步骤6：对5级小波列变换后的图像进行量化处理；

步骤7：对量化处理的结果进行Tier1压缩，压缩结果存在GPU内存中；

步骤8：下载步骤7的压缩结果到CPU；

步骤9：在CPU上实现Tier2压缩、存储JP2文件到硬盘。

所述小波行变换内核程序K1的主要步骤为（每个线程块处理一行图像）：

步骤301：线程块读取该线程块对应的图像行，存储在共享内存；

步骤302：线程块内所有线程同步；

步骤303：9-7小波变换第一步，结果存储在共享内存；

步骤304：线程块内所有线程同步；

步骤305：9-7小波变换第二步，结果存储在共享内存；

步骤306：线程块内所有线程同步；

步骤307：9-7小波变换第三步，结果存储在共享内存；

步骤308：线程块内所有线程同步；

步骤309：9-7小波变换第四步，结果存储在共享内存；

步骤310：线程块内所有线程同步；

步骤311：9-7小波变换第五步，结果存储在共享内存；

步骤312：线程块内所有线程同步；

步骤313：9-7小波变换第六步，结果存储目标图像。

小波列变换内核程序K2的主要步骤为（每个线程块处理一列图像）：

步骤501：线程块读取该线程块对应的图像列，存储在共享内存；

步骤502：线程块内所有线程同步；

步骤503：9-7小波变换第一步，结果存储在共享内存；

步骤504：线程块内所有线程同步；

步骤505：9-7小波变换第二步，结果存储在共享内存；

步骤506：线程块内所有线程同步；

步骤507：9-7小波变换第三步，结果存储在共享内存；

步骤508：线程块内所有线程同步；

步骤509：9-7小波变换第四步，结果存储在共享内存；

步骤510：线程块内所有线程同步；

步骤511：9-7小波变换第五步，结果存储在共享内存；

步骤512：线程块内所有线程同步；

步骤513：9-7小波变换第六步，结果存储目标图像。

Tier1压缩内核程序K4主要步骤为（每个线程处理一个码块）：