發(fā)布時(shí)間：2020-09-11 20:30

　　 HEVC是新一代視頻壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),相對(duì)比H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn),它可以在保證視頻傳輸質(zhì)量同等水平前提下,實(shí)現(xiàn)編碼效率大幅提高,同時(shí),HEVC為并行而生,在編解碼超高清視頻領(lǐng)域相比H.264/AVC更加靈活。然而,其帶來(lái)了編解碼效率提高的同時(shí)也帶來(lái)了巨大的編、解碼運(yùn)算復(fù)雜度,成為推廣應(yīng)用的最大瓶頸。本文以多核處理器Tilera-GX36作為硬件平臺(tái),分別研究了HEVC解碼算法的并行優(yōu)化和多路視頻流的并行解碼技術(shù)。論文的主要工作和創(chuàng)新如下:1.研究并實(shí)現(xiàn)了解碼過(guò)程中基于CTU單元的波前并行處理方法�；贑TU單元之間的依賴性分析,重新設(shè)計(jì)CTU依賴表和緩存交互策略,結(jié)合線程池技術(shù),實(shí)現(xiàn)了基于CTU單元的波前并行算法。在圖像質(zhì)量保持同等可靠性的同時(shí),極大提高了并行解碼系統(tǒng)的并行解碼效率,解決了超高清視頻流幀圖像局部計(jì)算復(fù)雜度過(guò)載情況。2.研究并實(shí)現(xiàn)了深度耦合DF和SAO的快速融合環(huán)路濾波算法。通過(guò)對(duì)HEVC解碼框架中DF模塊中對(duì)亮度分量去方塊濾波、色度分量去方塊濾波以及SAO樣本自適應(yīng)補(bǔ)償三者之間數(shù)據(jù)依賴關(guān)系分析,重新設(shè)計(jì)解碼方法流程,深度耦合DF去方塊濾波和樣本自適應(yīng)補(bǔ)償SAO,實(shí)現(xiàn)快速融合環(huán)路濾波。減少了核心與緩存之間的交互通信,提高了解碼效率。3.研究并實(shí)現(xiàn)了基于集成化眾核平臺(tái)的多路視頻流并行高速解碼調(diào)度策略。針對(duì)Tilera-GX36眾核平臺(tái),提出了并行的分像素插值解碼算法,并且使用SSE2指令集優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了快速并行分像素插值優(yōu)化;結(jié)合上述基于CTU顆粒度的HEVC波前并行解碼算法以及快速融合環(huán)路濾波算法,在像素解碼重構(gòu)模塊和快速環(huán)路濾波模塊之間運(yùn)用流水線并行技術(shù),實(shí)現(xiàn)了多層次并行解碼的融合;基于多核平臺(tái)設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)多路并行調(diào)度算法,實(shí)現(xiàn)了二路高清視頻的實(shí)時(shí)并行高速解碼,提高了多核處理平臺(tái)的核資源利用率以及解碼執(zhí)行效率。本文針對(duì)每一個(gè)算法,設(shè)計(jì)了與當(dāng)下主流的算法對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于CTU單元的波前并行算法比主流的OWF波前并行算法有了明顯的提高,解碼時(shí)間平均降低了9.9%;基于CTU單元的快速融合環(huán)路濾波算法比基于多核處理器的任務(wù)級(jí)與數(shù)據(jù)級(jí)相結(jié)合的HEVC并行解碼技術(shù)與實(shí)現(xiàn)中的環(huán)路濾波算法有了解碼幀率的顯著提高,在QP為32,6核數(shù)情況下解碼時(shí)間平均降低了2.3%;基于Tilera-GX36集成化眾核平臺(tái)的多路視頻流并行高速解碼調(diào)度算法可完成二路HEVC視頻流自適應(yīng)實(shí)時(shí)高效并行解碼。最后,對(duì)于論文所做的全部工作做出了總結(jié),同時(shí),基于目前研究成果提出了對(duì)未來(lái)研究工作的期望。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN919.81
【部分圖文】：

HEVC 視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)與并行化結(jié)構(gòu)分析和 ITU-T聯(lián)合成立的國(guó)際視頻編解碼組織 JVT，在原有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)字視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)---HEVC。面對(duì)日益增長(zhǎng)的高清，超高清視解碼系統(tǒng)，HEVC 在保證視頻流傳輸可靠性的前提下，極大提。據(jù)公開(kāi)信息表明，在保持視頻流圖像質(zhì)量一樣的前提下，H 的一倍左右[16]，當(dāng)然，其付出的巨大代價(jià)是 HEVC 帶來(lái)了更大用從 H.261 以來(lái)的基于塊的混合編碼框架，在 HEVC 編碼框架信息采用幀內(nèi)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊去除[10]，視頻流每一幀時(shí)間域冗余視頻流每一幀符號(hào)冗余信息熵編碼采用二進(jìn)制算術(shù)編碼減少]。

生學(xué)位論文 第二章 HEVC 視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)與、基于多達(dá) 33 個(gè)方向的幀內(nèi)預(yù)測(cè)與預(yù)測(cè)類型、基于模式依量預(yù)測(cè)選擇機(jī)制（AMVP）、Merge 模式及基于 Merge 模式運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)、多幀運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)、高精度運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償插值器、采樣自適應(yīng)濾波器（SAO）、上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù) H.264/AVC 編解碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，其采用宏塊的編解碼方式宏塊劃分，或者，4*4 和 8*8 的子宏塊劃分，由于其宏塊超高清視頻時(shí)顯得無(wú)能為力，沒(méi)有辦法滿足我們的需求。而式更加靈活，如圖所示。這樣的靈活的碼塊劃分方式為應(yīng)時(shí)編解碼提供了極大的便捷[17]。

圖 2.3 HEVC 幀內(nèi)預(yù)測(cè)角度和預(yù)測(cè)過(guò)程的視頻幀特點(diǎn)是其每一幀都具有豐富的紋理信息，相較于 H.26預(yù)測(cè)角度，正由于 HEVC 編解碼標(biāo)準(zhǔn)提供如此多的幀內(nèi)變換預(yù)測(cè)任超高清視頻的編解碼操作，因?yàn)楦嗟念A(yù)測(cè)方向保證來(lái)預(yù)測(cè)的碼框架中的幀間預(yù)測(cè)是整個(gè)編解碼過(guò)程中運(yùn)算復(fù)雜度最大的一個(gè)為以下幾種預(yù)測(cè)模式[17]：基于 H.264direct 幀間預(yù)測(cè)模塊改進(jìn)的標(biāo)和 Skip 跳過(guò)模式[19]。根據(jù)視頻流幀與幀之間的信息相關(guān)性，對(duì)于種標(biāo)準(zhǔn)模式，類似與 DPCM 中的增量調(diào)制思想，視頻采用 HEV以大大減少數(shù)據(jù)量，在保持視頻流可靠性的同時(shí)，大大降低編碼

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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本文編號(hào)：2817137