Προγραμματιστικό Πλαίσιο Διασύνδεσης Δομικών Στοιχείων Ετερογενούς Επεξεργασίας Πολυμεσικού Περιεχομένου

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αναλύει ένα προτεινόμενο ετερογενές προγραμματιστικό πλαίσιο για επεξεργασία πολυμεσικού σήματος. Το σύστημα αναπτύχθηκε στα πλαίσια των δραστηριοτήτων του Εργαστηρίου Πολυμέσων του Ε.Μ.Π. κατά το έτος 2011. Η ολοένα και αυξανόμενη διάδοση των πολυμέσων δημιουργεί περισσότερες απαιτήσεις στην αποδοτική επεξεργασία και μετάδοσή τους. Η Τεχνολογία Πολυμέσων ως επιστήμη συνεχώς παρουσιάζει καινοτομίες που έχουν άμεσο αντίκτυπο στην καθημερινότητά μας. Ο Ετερογενής Παραλληλισμός αποτελεί λύση για αρκετά προβλήματα που εγείρονται λόγω της αυξανόμενης πολυπλοκότητας και μεγέθους του περιεχομένου. Το σύστημα που αναλύεται στην παρούσα εργασία αναλαμβάνει να εκθέσει τον Ετερογενή Παραλληλισμό στο χρήστη παρέχοντας ως βάση μια λύση που αναλαμβάνει τη διευθέτηση των διαφόρων θεμάτων που ο ταυτοχρονισμός συνεπάγεται. Ξεκινώντας από θεμελιώδεις έννοιες για την Πληροφορία και στοιχεία επεξεργασίας σημάτων, γίνεται μια επισκόπηση του πολυμεσικού σήματος, εστιάζοντας στο σήμα εικόνας. Ενδεικτικά παραθέτονται διάφορες τεχνικές επεξεργασίας εικόνας και τρόποι ψηφιακής αναπαράστασής της. Στη συνέχεια αναλύεται ο Ετερογενής Παραλληλισμός. Στόχος είναι ο αναγνώστης από τη μία να έχει μια σφαιρική εικόνα των διαφορετικών υπο-συστημάτων που συνεργάζονται για την επίτευξή του, αλλά και από την άλλη, να δει πρακτικά διάφορα μοτίβα, μοντέλα, πρότυπα και πλαίσια με τα οποία μπορεί να εργασθεί ώστε να υλοποιήσει πιο αποδοτικά, σε σχέση με το συμβατικό τρόπο, τις ιδέες των προηγούμενων κεφαλαίων. Το δεύτερο μέρος της εργασίας αποτελείται από την ανάλυση της υλοποίησης του συστήματος, διάφορες περιπτώσεις χρήσης, αλλά και μελλοντικές βελτιώσεις - κατευθύνσεις που κανείς μπορεί να ακολουθήσει. Όπως γίνεται αντιληπτό, το σύστημα δεν είναι περιορισμένο στην επεξεργασία μόνο πολυμεσικού σήματος, αλλά μπορεί να αποτελέσει και εργαλείο για διάφορες άλλες χρήσεις γενικότερου σκοπού.

The present Diploma Thesis analyzes a proposed framework for multimedia processing. The system was developed in the context of the N.T.U.A. Medialab's activities during the year 2011. The ever-increasing proliferation of multimedia demands more efficient processing and broadcasting. Multimedia Technology as a science discipline continuously presents innovations that affect our every-day lives. Heterogeneous Parallelism constitutes a solution for many problems arising from the increasing complexity and size of multimedia content. The system analyzed in the present thesis undertakes the task of exposing Heterogeneous Parallelism to the user, providing as a foundation, a solution that manages issues emanating from the nature of concurrency. Starting from basic concepts regarding Information and fragments of signal processing, a review of multimedia signals is done, focussing on image processing. Some techniques regarding image processing and digital image representation are also presented. Next, we focus on Heterogeneous Parallelism. The target is for the reader to have a spherical view in terms of the various sub-systems that work together for this to happen. On the other hand, the reader should be able to see the applications of various patterns, models, standards and frameworks with the aid of which she can work in order to implement the previous chapters' procedures in a more efficient way. The second part of this thesis consists of the system's implementation analysis, various use cases and future improvements - directions one can pursue. It becomes evident that the system is not limited to multimedia processing - it can be used for many other general purpose applications.