并行計算在視頻壓縮中的應(yīng)用研究與實現(xiàn).pdf

1、H.264/AVC是當(dāng)前最新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，由ITU-T視頻編碼專家組和ISO/IEC運動圖像專家組共同制定。該標(biāo)準(zhǔn)因具有很高的壓縮性能和網(wǎng)絡(luò)親和性而得到廣泛應(yīng)用，然而這些優(yōu)點都是以引入高汁算復(fù)雜度為代價的。隨著多核硬件平臺的發(fā)展，如何通過發(fā)揮多核并行處理的能力來提高視頻壓縮效率成為當(dāng)前研究的熱點。
　　文章在論述了H.264/AVC視頻編碼關(guān)鍵技術(shù)和并行編碼的研究現(xiàn)狀后，詳細分析了視頻壓縮中潛在的可并行性處理部分，分別在3個不同

2、方面研究并實現(xiàn)了并行計算在視頻壓縮中的應(yīng)用。
　　依據(jù)H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)中條帶之間相互獨立、互不參考的編碼特點，本文提出了基于條帶級數(shù)據(jù)塊的并行算法。根據(jù)統(tǒng)計條帶分割數(shù)目與碼率的關(guān)系及硬件平臺特點，將每幀圖像分為3條帶進行編碼。在克服了算法中存在的數(shù)據(jù)競爭等問題后，使用3個線程并行編碼3個條帶，在視頻質(zhì)量和壓縮率下降不大的情況下，改善了視頻壓縮的效率，使整體編碼速度得到了提高。
　　盡管條帶級并行能較大提高整體編碼速度，

3、但在一定程度上會造成視頻質(zhì)量和壓縮率下降的問題，在分析了占編碼時間較大比例的幀間預(yù)測模塊之后，針對其存在的潛在并行能力進行論述，提出了幀間預(yù)測并行的計算方法。由于宏塊分割的3種模式、亞宏塊分割的4種模式計算過程相同，分別針對宏塊分割和亞宏塊分割進行并行計算，在視頻質(zhì)量和壓縮率基本不變的情況下，減少了幀間預(yù)測模塊的運行時間。
　　經(jīng)過對H.264/AVC編碼器的分析可知，運動估計是視頻壓縮編碼中的核心技術(shù)，也是時間開銷較大的模塊之一