基于TilePro64的H.264并行解码研究与实现

【摘要】H.264由ITU-T和MPEG共同推出的视频压缩标准,H.264视频压缩标准是多媒体通信领域关键技术之一。H.264以前的压缩标准比较,H.264大幅度提升了图像压缩比率,不仅仅图像质量得到了很好的保留,而且实现了以较低的码率传输较高的图像质量。但是H.264的高效性能是建立在更复杂的计算之上,从而带来了一系列的编解码难题,例如如何在保证压缩率的情况下,实现图像编码和解码的实时性,这些一直是热点研究领域。随着集成电路技术不断深化发展,多核处理器得到了广泛的应用,使用多核处理器实现H.264编解码算法的并行化,从而大大缩短编解码的时间,提高视频编解码的实时性具有很重要的社会价值。本文针对H.264解码器提高解码速率的需求,研究了一种基于TilePro64多核处理器平台的高质量并行解码算法。TilePro64平台共有64个独立的Tile可以实现并行运算。根据H.264解码器的功能模块的特点,并对H.264各个模块的解码耗时进行了统计。由于运动补偿MC和环路滤波占整个解码时间最多,本文重点研究对其的优化。在运动补偿MC模块中,把它按照宏块数据处理时的划分方式(16×16,16×8,8×16,8×8四种子法块划分方式)并映射到到多个Tile。在对原有的H.264功能模块进一步细分后,提高了并行度。本文对一帧图像采用宏块级划分的方式,在解码环节和滤波环节可以更精细的实现并行,减少等待时间。同时为了符合H.264标准中的宏块依赖关系,在JM8.6程序中,新建了宏块依赖矩阵表和宏块滤波表,采用任务池对所以宏块进行统一的协同,实现多个宏块的并行处理,进一步提高宏块滤波的并行度。另外在环路滤波环节,尝试了双内存结构,虽然双内存结构对解码性能提升很有限,但是给H.265(HEVC)并行算法的探索提供了借鉴意义。本文的算法写入TilePro64多核处理器平台。通过标准测试码流进行测试,实验数据表明,本文的并行算法较之前的单核算法得到了很大的提高,解码图像质量没有下降。
【作者】邓颖岸；
【导师】宋立锋；
【作者基本信息】广东工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】H.264；并行；解码；滤波；

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