基于小波变换的中频数据压缩及并行化研究
发布时间：2021-01-06 16:40
数据压缩技术的发展日益成熟,在图像、语音、地震信号等方面已经得到广泛应用。随着雷达技术的发展,中频数据量将与日俱增,因此对中频数据进行快速压缩十分必要。本论文根据中频数据的数据特征,设计了一种基于提升小波变换的中频数据压缩快速算法。主要内容包括确定小波基函数与小波分解级数、量化方式的研究与编码方式的选取以及基于GPU的并行实现。文中选取db4小波进行2级提升小波变换,对所得小波系数进行分级量化,然后对量化后的小波系数运用行程编码,再进行区间编码。最终,对算法中的小波变换和量化部分进行了并行化研究及实现。本文的主要特点有:（1）数据特点:输入的中频数据为二进制文件,本身不利于压缩,需要将输入以整型读入系统。处理后的中频数据呈脉冲样式,有用信息存于脉冲之中,脉冲外不含有用信息,十分利于压缩。想要在此基础上获得更大的压缩比,则需要进行变换,将能量集中。（2）压缩比特点:a)将小波变换用于中频数据的压缩,与中频数据的直接压缩相比,在能量损失相同的情况下,能够获得更大的压缩比。而且随着能量损失的增加,基于小波变换的中频数据压缩的优势越明显。b)量化方式上,根据小波系数的特点,采用非均匀量化,通过...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究历史与现状
1.2.1 小波变换研究现状
1.2.2 数据压缩的分类及研究现状
1.3 本论文章节安排
第二章 小波变换理论
2.1 常见小波基函数
2.2 第一代小波变换
2.2.1 连续小波变换
2.2.2 离散小波变换
2.2.3 Mallat快速算法
2.3 第二代小波变换
2.3.1 第二代小波变换基本原理
2.3.2 小波变换的基本提升步骤
2.3.3 第二代小波变换的优点
2.4 小波变换中的几个重要问题
2.4.1 小波基函数选取原则
2.4.2 小波变换级数选取原则
2.4.3 边界问题
2.5 本章小结
第三章 数据压缩算法研究
3.1 基于变换的数据压缩概述
3.2 量化方法的研究
3.2.1 标量量化
3.2.2 分级量化
3.2.3 矢量量化
3.3 熵编码算法的研究
3.3.1 常见的熵编码算法
3.3.2 几种熵编码的比较
3.4 数据压缩的性能指标
3.5 本章小结
第四章 中频数据压缩算法研究
4.1 中频数据及其压缩算法的整体设计
4.1.1 中频数据的特点
4.1.2 中频数据压缩算法的整体框架
4.2 中频数据压缩中的小波变换
4.2.1 确定小波基函数
4.2.2 确定小波分解级数
4.3 算法中关键步骤设计
4.3.1 量化方式的设计
4.3.2 编码方式的设计
4.4 串行压缩算法的实验结果
4.4.1 压缩效果
4.4.2 压缩速度
4.5 本章小结
第五章 CPU-GPU异构实现并行数据压缩
5.1 GPU通用计算
5.1.1 CUDA编程模型
5.1.2 CUDA执行模型
5.1.3 CUDA存储器模型
5.2 小波变换的并行程序实现
5.2.1 并行程序的实现模式
5.2.2 db4提升小波变换的GPU实现方案
5.2.3 基于GPU的具体实现
5.3 本章小结
第六章 并行程序实验结果
6.1 实验环境
6.2 实验结果
6.3 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]GPU通用计算研究[J]. 丁鹏,陈利学,龚捷,张岩. 计算机与现代化. 2010(01)
[2]LZ77和LZ78在数据压缩中的组合带参运用[J]. 华强. 小型微型计算机系统. 2000(02)
硕士论文
[1]基于提升小波变换的地震数据压缩技术研究[D]. 张艳.吉林大学 2014
[2]基于CPU-GPU异构计算的小波变换研究与实现[D]. 许超.西安电子科技大学 2013
[3]基于雷达中频信号的脉内特征分析[D]. 梁亚捷.电子科技大学 2011
[4]基于GPU的大规模体数据压缩算法研究与实现[D]. 张杨.湖南大学 2011
[5]基于提升小波变换的地震勘探数据有损压缩研究[D]. 石水勇.青岛大学 2011
[6]基于小波变换的ECG信号的特征提取与数据压缩[D]. 薛涛.江苏大学 2007
[7]聚类K-means算法及并行化研究[D]. 毛嘉莉.重庆大学 2003
[8]雷达回波数据的压缩[D]. 严晓芳.合肥工业大学 2002
本文编号：2960903
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究历史与现状
1.2.1 小波变换研究现状
1.2.2 数据压缩的分类及研究现状
1.3 本论文章节安排
第二章 小波变换理论
2.1 常见小波基函数
2.2 第一代小波变换
2.2.1 连续小波变换
2.2.2 离散小波变换
2.2.3 Mallat快速算法
2.3 第二代小波变换
2.3.1 第二代小波变换基本原理
2.3.2 小波变换的基本提升步骤
2.3.3 第二代小波变换的优点
2.4 小波变换中的几个重要问题
2.4.1 小波基函数选取原则
2.4.2 小波变换级数选取原则
2.4.3 边界问题
2.5 本章小结
第三章 数据压缩算法研究
3.1 基于变换的数据压缩概述
3.2 量化方法的研究
3.2.1 标量量化
3.2.2 分级量化
3.2.3 矢量量化
3.3 熵编码算法的研究
3.3.1 常见的熵编码算法
3.3.2 几种熵编码的比较
3.4 数据压缩的性能指标
3.5 本章小结
第四章 中频数据压缩算法研究
4.1 中频数据及其压缩算法的整体设计
4.1.1 中频数据的特点
4.1.2 中频数据压缩算法的整体框架
4.2 中频数据压缩中的小波变换
4.2.1 确定小波基函数
4.2.2 确定小波分解级数
4.3 算法中关键步骤设计
4.3.1 量化方式的设计
4.3.2 编码方式的设计
4.4 串行压缩算法的实验结果
4.4.1 压缩效果
4.4.2 压缩速度
4.5 本章小结
第五章 CPU-GPU异构实现并行数据压缩
5.1 GPU通用计算
5.1.1 CUDA编程模型
5.1.2 CUDA执行模型
5.1.3 CUDA存储器模型
5.2 小波变换的并行程序实现
5.2.1 并行程序的实现模式
5.2.2 db4提升小波变换的GPU实现方案
5.2.3 基于GPU的具体实现
5.3 本章小结
第六章 并行程序实验结果
6.1 实验环境
6.2 实验结果
6.3 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]GPU通用计算研究[J]. 丁鹏,陈利学,龚捷,张岩. 计算机与现代化. 2010(01)
[2]LZ77和LZ78在数据压缩中的组合带参运用[J]. 华强. 小型微型计算机系统. 2000(02)
硕士论文
[1]基于提升小波变换的地震数据压缩技术研究[D]. 张艳.吉林大学 2014
[2]基于CPU-GPU异构计算的小波变换研究与实现[D]. 许超.西安电子科技大学 2013
[3]基于雷达中频信号的脉内特征分析[D]. 梁亚捷.电子科技大学 2011
[4]基于GPU的大规模体数据压缩算法研究与实现[D]. 张杨.湖南大学 2011
[5]基于提升小波变换的地震勘探数据有损压缩研究[D]. 石水勇.青岛大学 2011
[6]基于小波变换的ECG信号的特征提取与数据压缩[D]. 薛涛.江苏大学 2007
[7]聚类K-means算法及并行化研究[D]. 毛嘉莉.重庆大学 2003
[8]雷达回波数据的压缩[D]. 严晓芳.合肥工业大学 2002
本文编号：2960903
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/2960903.html
