基于GPGPU的SILK語音Codec優(yōu)化.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和計算機硬件性能的不斷提升，基于GPU（圖形處理單元）的通用加速計算成為業(yè)內(nèi)開始研究的一大熱點。最近推出的OpenCL(開放式計算語言)語言標(biāo)準(zhǔn)，可以在CPU、GPU和其它處理器上進行通用目的的并行編程，使軟件開發(fā)者可以更加方便高效的使用這些異構(gòu)處理平臺。這也使得降低CPU計算負(fù)載，提高程序的執(zhí)行效率成為可能，尤其是對于實時應(yīng)用顯得更加重要。盡管GPU通用加速計算多是以處理圖形圖像為主，但對于其他諸如語音編解碼等

2、應(yīng)用則還未有廣泛的研究。這是因為在音頻處理算法上牽涉到的計算量并不足夠大，而GPU所涉及的運算往往是高密度計算，例如，稠密線性代數(shù)等。
　　本論文的主要目的是探討在GPU上對語音信號進行處理，通過GPU與CPU的協(xié)同計算，將運算從CPU上轉(zhuǎn)移至GPU上，從而降低CPU的計算負(fù)載，并提高整個編碼器的編碼效率。這個研究將基于目前現(xiàn)有的開源代碼庫SILK編解碼器展開，SILK編解碼器是Skype公司向硬件制造商和第三方開發(fā)人員提供免版稅

3、認(rèn)證(RF)的寬帶音頻編碼器。該編碼器不僅可以提供實時的伸縮性以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的下降，而且可以在比以前網(wǎng)絡(luò)占用量小50％的情況下提供超寬帶的音頻信號，即使丟包水平達(dá)到10%依然可以穩(wěn)定維持24KHz采樣的通話音質(zhì)。因此，能夠在低帶寬的環(huán)境中提供優(yōu)質(zhì)的通話質(zhì)量，漸漸成為該編碼器越來越被廣泛關(guān)注和應(yīng)用的重要原因。該論文通過對數(shù)據(jù)壓縮部分的線性預(yù)測系數(shù)的處理過程（包括：LPC系數(shù)求解，LPC轉(zhuǎn)化為LSF以及LSF的量化等幾個方面）進行OpenC

4、L版本的代碼實現(xiàn)，對實驗結(jié)果進行性能評估，并對實際當(dāng)中CPU和GPU之間的負(fù)載平衡策略進行詳細(xì)討論。通過一系列相關(guān)的性能測試和數(shù)據(jù)分析，最終選擇出一個比較合理的優(yōu)化方案，從而證明：在CPU+GPU的異構(gòu)架構(gòu)下，盡管OpenCL版本的測試程序存在一定缺陷，但在程序整體的運行過程中，仍然表現(xiàn)出，GPGPU通用加速計算使SILK編解碼器編碼效率有所提高。
　　本論文中提出的優(yōu)化措施可能并不常見，但希望隨著CPU與GPU的集成化程度的提高