基于多核处理器的任务级与数据级相结合的HEVC并行解码技术与实现
发布时间：2021-03-03 13:40
与以往视频编解码标准相比,最新的HEVC视频编解码标准面临着计算复杂度迅速增加的问题,这直接影响了它的运行和实现,而提高处理速度、增强计算能力的有效方法之一就是在多核平台上进行并行化处理。本文将采用美国Tilera公司提供的Tilera-Gx36多核处理器作为硬件实验平台,并基于该多核平台实现多层次任务级与数据级并行的HEVC解码方法。论文的主要研究内容和创新点如下:（1）提出了一种基于CTU单元像素依赖关系的低时延去方块滤波并行方法。通过对图像帧中的各滤波边界的依赖性分析,探究其可采用的并行方法,并分析现有的基于CTU行的去方块滤波并行方法,对其加以改进,实现基于CTU单元的并行处理,进一步提升去方块滤波模块的解码效率。同时依据CTU单元解码依赖关系设计出合理的CTU单元划分结构,来进一步提升解码器的解码效率。（2）提出了一种多层次任务级与数据级并行的解码方法。利用HEVC数据中的依赖性,将整个HEVC解码器划分为5个任务模块,分别为码流读取模块、熵解码模块、像素重构模块、去方块滤波模块以及样点自适应补偿模块;针对不同的解码任务模块分别设计并行方法,并对缓冲存储空间进行有效管理,同时...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Tilera-Gx36多核处理器硬件架构
邮电大学硕士研究生学位论文 第二章 HEVC 编码标准与并行化结构分析 35 种帧内预测模式。同时自适应环路滤波技术，波前并行技术，都进一步提升了 HEVC的编码效率，有利于其实际的应用与发展。HEVC 标准的混合编码框架流程图如图 2.1 所示，与 H.264/AVC 标准接近，主要包括帧测、运动估计与补偿、帧间预测、块变换与量化、环路滤波、CABAC 熵编码和重建等模块[23]。原始的视频信号经过一系列的变换、计算处理后，再经过 CABAC 熵编码，变频码流。不过与 H.264/AVC 相比较，对于每一个编码模块，HEVC 都做了相应的技术改以下将对 HEVC 编解码模块的关键技术进行详细地介绍分析。
视频编解码时，一般将每个视频序列的每一帧图像进行分块处理，不过随的逐渐提升，只有对更大尺寸的图像块进行编码，才能够方便捕捉依赖性间上的冗余度。因此 HEVC 视频编码标准提出了一种与 H.264 标准不同的再采用固定尺寸大小 16x16 的宏块，而是将编码树单元 CTU（Coding Tre割的基本单元。每个编码树单元 CTU 包含了同一位置的一个亮度编码ree Block）和两个色度编码块 CTB。这里要注意，“CTU 编码树单元”与是两个完全不同的概念，CTU 是图像进行四叉树分割时的基本单元，其块以及与 CTB 块相对应的语法元素[24]。CTU 块的尺寸大小或者所包含的64，最小为 8x8，且对于每一个编码树单元 CTU 都可以对其采用四叉树结叉树结构的末端，会形成若干个方形大小的编码单元 CU（Coding Unit），念与 H.264 标准中宏块的概念相类似，是 HEVC 标准进行视频编解码操作元。图 2.2（a）所示为 CTU 到 CU 的划分实例，图 2.2（b）是图 2.2（a）辑结构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新一代视频编码标准——HEVC[J]. 朱秀昌,李欣,陈杰. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2013(03)
博士论文
[1]视频分级编码及可靠传输的编码技术研究[D]. 胡栋.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于Tilera多核处理器的HEVC多层次并行解码方法的研究与实现[D]. 方狄.南京邮电大学 2016
[2]基于Tilera多核处理器的HEVC视频编码并行算法的研究与实现[D]. 束骏.南京邮电大学 2016
[3]基于多核嵌入式HEVC解码器并行优化及实现[D]. 刘鹏.西南交通大学 2016
[4]基于Tilera多核处理器的并行模型研究[D]. 冯勇.西安电子科技大学 2014
[5]基于TILERA Gx36多核处理器的H.264 SVC高性能视频服务器系统设计与实现[D]. 杨浩.南京邮电大学 2014
本文编号：3061363
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Tilera-Gx36多核处理器硬件架构
邮电大学硕士研究生学位论文 第二章 HEVC 编码标准与并行化结构分析 35 种帧内预测模式。同时自适应环路滤波技术，波前并行技术，都进一步提升了 HEVC的编码效率，有利于其实际的应用与发展。HEVC 标准的混合编码框架流程图如图 2.1 所示，与 H.264/AVC 标准接近，主要包括帧测、运动估计与补偿、帧间预测、块变换与量化、环路滤波、CABAC 熵编码和重建等模块[23]。原始的视频信号经过一系列的变换、计算处理后，再经过 CABAC 熵编码，变频码流。不过与 H.264/AVC 相比较，对于每一个编码模块，HEVC 都做了相应的技术改以下将对 HEVC 编解码模块的关键技术进行详细地介绍分析。
视频编解码时，一般将每个视频序列的每一帧图像进行分块处理，不过随的逐渐提升，只有对更大尺寸的图像块进行编码，才能够方便捕捉依赖性间上的冗余度。因此 HEVC 视频编码标准提出了一种与 H.264 标准不同的再采用固定尺寸大小 16x16 的宏块，而是将编码树单元 CTU（Coding Tre割的基本单元。每个编码树单元 CTU 包含了同一位置的一个亮度编码ree Block）和两个色度编码块 CTB。这里要注意，“CTU 编码树单元”与是两个完全不同的概念，CTU 是图像进行四叉树分割时的基本单元，其块以及与 CTB 块相对应的语法元素[24]。CTU 块的尺寸大小或者所包含的64，最小为 8x8，且对于每一个编码树单元 CTU 都可以对其采用四叉树结叉树结构的末端，会形成若干个方形大小的编码单元 CU（Coding Unit），念与 H.264 标准中宏块的概念相类似，是 HEVC 标准进行视频编解码操作元。图 2.2（a）所示为 CTU 到 CU 的划分实例，图 2.2（b）是图 2.2（a）辑结构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新一代视频编码标准——HEVC[J]. 朱秀昌,李欣,陈杰. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2013(03)
博士论文
[1]视频分级编码及可靠传输的编码技术研究[D]. 胡栋.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于Tilera多核处理器的HEVC多层次并行解码方法的研究与实现[D]. 方狄.南京邮电大学 2016
[2]基于Tilera多核处理器的HEVC视频编码并行算法的研究与实现[D]. 束骏.南京邮电大学 2016
[3]基于多核嵌入式HEVC解码器并行优化及实现[D]. 刘鹏.西南交通大学 2016
[4]基于Tilera多核处理器的并行模型研究[D]. 冯勇.西安电子科技大学 2014
[5]基于TILERA Gx36多核处理器的H.264 SVC高性能视频服务器系统设计与实现[D]. 杨浩.南京邮电大学 2014
本文编号：3061363
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