HEVC關(guān)鍵模塊并行算法的設(shè)計(jì)與基于GPU的實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)隨著高清和超高清視頻的發(fā)展，視頻應(yīng)用的多樣性和高分辨率給以往的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。為了能夠滿足視頻應(yīng)用的需求，2013年國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU-T)的視頻編碼專家組和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO/1EC)的移動(dòng)視頻專家組通力合作，發(fā)布了最新一代的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)——HEVC。相對(duì)于H.264/AVC，在相同圖像質(zhì)量的前提下，平均可以減少50％的碼率。HEVC在獲得出色視頻壓縮性能的同時(shí)其超高的計(jì)算復(fù)雜度制約了HEVC的廣泛應(yīng)用。為此

2、有必要提高HEVC的編碼效率。
　　GPU大量的運(yùn)算單元非常適合通用并行計(jì)算。NVIDIA公司于2007年推出的全新通用并行計(jì)算架構(gòu)(CUDA)采用類C語(yǔ)言為實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？刹⑿械臄?shù)據(jù)任務(wù)提供了良好的計(jì)算平臺(tái)。利用GPU的眾核特性并行實(shí)現(xiàn)視頻編碼算法已經(jīng)成為加速視頻編碼的有效解決方式。
　　本文重點(diǎn)針對(duì)HEVC幀間預(yù)測(cè)和環(huán)路濾波的關(guān)鍵模塊進(jìn)行并行算法的設(shè)計(jì)，并在CUDA平臺(tái)上編程實(shí)現(xiàn)。針對(duì)分像素插值，本文設(shè)計(jì)了一種高效的分像素插

3、值并行算法;針對(duì)運(yùn)動(dòng)估計(jì)環(huán)節(jié)，本文分別設(shè)計(jì)了基于梯狀并行的整像素和分像素運(yùn)動(dòng)搜索算法;針對(duì)DCT變換和IDCT變換，本文設(shè)計(jì)了一種基于蝶形運(yùn)算的多層級(jí)并行算法;針對(duì)量化和反量化模塊進(jìn)行并行算法的設(shè)計(jì);本文設(shè)計(jì)了一種全并行的去方塊濾波算法;針對(duì)樣點(diǎn)自適應(yīng)補(bǔ)償模塊，對(duì)邊界補(bǔ)償和邊帶補(bǔ)償分別設(shè)計(jì)了像素分類和信息統(tǒng)計(jì)、補(bǔ)償值求取的并行算法，設(shè)計(jì)了基于對(duì)角結(jié)構(gòu)的參數(shù)融合并行算法，設(shè)計(jì)了全并行的濾波補(bǔ)償算法。
　　本文在CPU+GPU異構(gòu)平臺(tái)