基于Cell多核处理器的MPEG-2视频解码技术的研究

发布时间：2022-02-22 06:08

　　ASIC、FPGA、DSP、通用处理器是多媒体处理常用四种实现手段。近年来,异构多核处理器,即“主核心+协处理器”发展迅速,对多媒体处理的能力大大增强,受到越来越多的重视。基于这种异构多核处理器,开展视频编解码关键技术的探索,对异构多核处理器在多媒体领域的应用具有重要的意义。本文通过对Cell异构多核处理器体系结构的研究,结合常见多媒体的解压缩算法MPEG-2及其基本系统的解码技术,提出了一种基于Cell异构多核处理器的多媒体数据处理方法,即通过多核间的数据流分解、数据同步及SIMD并行加速处理等方面的紧密配合达到最佳的系统处理性能。本文探讨了在Cell处理器实现MPEG-2解码的详细过程,包括主处理器与协处理器间数据处理以及部分函数并行算法实现。并在上述研究工作的基础.上,以一个MPEG-2解码器为例,具体实现其在Cell处理上的移植和优化。实验表明,采用本文的方法后,解码性能有显著提升。多媒体处理是异构多核处理器的重要应用之一,本文研究的基于Cell异构多核处理器的MPEG-2视频解码优化技术及解码模型可以进一步扩展到MPEG-4、H.264等视频解码的研究与应用中。 

【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 多核处理器的发展趋势
        1.1.2 多媒体技术及其处理需求
    1.2 研究内容
2 Cell处理器的异构多核体系结构
    2.1 Cell处理器
        2.1.1 Cell处理器产生的历史
        2.1.2 Cell处理器的体系结构
    2.2 Cell处理器编程概述
        2.2.1 基本编程模型
        2.2.2 PPE和SPE的向量指令集
        2.2.3 PPE和SPE间数据通信方式
        2.2.4 程序编译及控制流
3 MPEG-2的视频压缩算法
    3.1 MPEG-2视频标准简介
    3.2 MPEG-2视频编码结构
    3.3 MPEG-2视频解码过程
4 MPEG-2解码在Cell处理器上的加速方法
    4.1 移植方案
    4.2 分解方案
    4.3 加速及优化方案
        4.3.1 IDCT的SIMD并行加速
        4.3.2 DMA优化
        4.3.3 编译器优化
5 MPEG-2解码的软件程序设计
    5.1 程序移植及分解工作
    5.2 2维IDCT算法的SIMD实现
        5.2.1 1维IDCT的并行实现
        5.2.2 矩阵转置的SIMD实现
    5.3 MEPG-2解码过程的DMA实现
        5.3.1 DMA过程实现及优化
        5.3.2 三缓存区的优势
    5.4 减少分支预测错误
6 实验数据及分析
    6.1 测试环境及平台
    6.2 用于测试的MPEG-2视频流
    6.3 性能分析
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 改进方向和未来工作展望
参考文献
作者简历


【参考文献】：
博士论文
[1]多核处理器的访存模拟与优化技术研究[D]. 高翔.中国科学技术大学 2007
[2]嵌入式异构多核处理器设计与实现关键技术研究[D]. 岳虹.国防科学技术大学 2006

硕士论文
[1]基于嵌入式Linux操作系统的MPEG-4解码器的研究与设计[D]. 岳忠义.贵州大学 2006
[2]支持JPEG/MPEG2的可重构解码芯片的研究与设计[D]. 陈海波.东南大学 2006
[3]龙芯2号多媒体指令集在MPEG-2视频解码中的应用[D]. 张逸溦.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2004
[4]基于MPEG—2的数字视频压缩技术的研究[D]. 王琪.西北工业大学 2001



本文编号：3638855