Intégration de services vidéo Mpeg sur architectures parallèles - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2002

Integration of Mpeg video services on parallel architectures

Intégration de services vidéo Mpeg sur architectures parallèles

Résumé

The increasing performance of information technology and the spectacular growth of the Internet have given rise to new modes of communication. After speech and text, audio, video or even a set of all these synchronized elements had to be transmitted. The development of the Mpeg-4 international standard became a necessity to facilitate these exchanges by establishing a compact representation of such documents. The use of multimedia applications in the embedded domain has already been taken into account in the development of Mpeg-4. Real-time embedded systems are characterized by limited resources and computing power, making implementation and compliance with time constraints difficult. A new application must not only be functionally validated, but must also prove its real-time capabilities. So the first step is to optimize the algorithm, and then look at the hardware side of things by choosing an architecture capable of meeting the constraints imposed. An architecture made up of several computing units is often necessary. These observations prompted the IETR laboratory Image group to define an appropriate development methodology. This methodology, called AVS/SynDEx, enables applications to be developed at a high level of abstraction, functionally verified and then semi-automatically implemented on parallel platforms, made up of components of the same type or family, or even heterogeneous components. Our work has focused on the functional description of Mpeg applications in the form of data stream graphs, and their rapid prototyping on mono and multi-C6x architectures, thanks to the development of an adapted executive kernel. The aim is twofold: on the one hand, to extend and validate the AVS/SynDEx methodology for large processing chains; on the other, to offer a development method for Mpeg-4 that is sufficiently flexible to enable single- and multi-processor implementation solutions optimized according to the desired level of service. An Mpeg-2 encoder and an Mpeg-4 decoder were used to validate the SynDEx executive kernel for C6x, and to demonstrate the need for bottom-up graph construction. Real-time performance has been achieved for mono-C6x CIF video decoding. Porting to multi-DSP is semi-automatic, and delivers significant speed-ups. The Mpeg-4 decoder and the executive kernel, based on the implementation of a state machine in the C language, can be partially or completely taken over for further development.
Les performances de l'Informatique à la hausse et le spectaculaire essor de l'Internet sont à l'origine de nouveaux modes de communication. Après la parole et les textes, il s'agit de pouvoir transmettre des documents audio, vidéo ou encore un ensemble constitué de tous ces éléments synchronisés. L'élaboration du standard international Mpeg-4 est alors devenu une nécessité pour faciliter ces échanges en établissant une représentation compacte de tels documents. L'utilisation d'applications multimédia dans le domaine embarqué est déjà pris en compte dans l'élaboration de Mpeg-4. Les systèmes temps-réels embarqués sont caractérisés par des ressources et une puissance de calcul limitées, ce qui rend l'implémentation et le respect des contraintes de temps difficiles. Une nouvelle application doit non seulement être validée fonctionnellement, mais doit également prouver ses aptitudes temps réel. Dès lors, la première approche consiste à optimiser l'algorithme puis à s'intéresser à l'aspect matériel en choisissant une architecture capable de supporter les contraintes imposées. Une architecture constituée de plusieurs unités de calcul est souvent nécessaire. Ces observations ont poussé le laboratoire IETR groupe Image à définir une méthodologie de développement adaptée. Cette méthodologie appelée AVS/SynDEx permet de développer des applications à un haut niveau d'abstraction, de les vérifier fonctionnellement avant de les implanter de manière semi-automatique sur des plateformes parallèles, constituées de composants de même types, de même familles, ou encore hétérogènes. Les travaux ont porté à la fois sur la description fonctionnelle sous forme de graphes flots de données d'applications Mpeg, de leur prototype rapide sur architectures mono et multi-C6x grâce au développement d'un noyau d'exécutif adapté. L'objectif est double : d'une part élargir et valider la méthodologie AVS/SynDEx pour les chaînes de traitement conséquentes; d'autre part offrir une méthode de développement pour Mpeg-4 suffisamment souple et permettant d'aboutir à des solutions d'implantations mono et multi-processeurs optimisées en fonction du niveau de service voulu. Un codeur Mpeg-2, ainsi qu'un décodeur Mpeg-4 ont permis de valider le noyau d'exécutif SynDEx pour C6x, et de mettre en évidence la nécessité d'une construction ascendante des graphes. Les performances temps-réel sont atteintes pour le décodage vidéo CIF en mono-C6x. Le portage en multi-DSP est semi-automatique et apporte des accélérations conséquentes. Le décodeur Mpeg-4 et le noyau d'exécutif basé sur l'implémentation d'une machine d'état en language C, pourront être repris partiellement ou dans leur globalité pour des développements ultérieurs.
Fichier principal
Vignette du fichier
JF_NEZAN_THESE.pdf (181.33 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Licence : Domaine public

Dates et versions

tel-04292101 , version 1 (17-11-2023)

Licence

Domaine public

Identifiants

Citer

Jean-François Nezan. Intégration de services vidéo Mpeg sur architectures parallèles. Calcul parallèle, distribué et partagé [cs.DC]. INSA RENNES, 2002. Français. ⟨NNT : 2002ISAR0008⟩. ⟨tel-04292101⟩
23 Consultations
0 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More