基于OpenCL的視頻幀率上轉(zhuǎn)換算法研究.pdf

1、幀率上轉(zhuǎn)換是一種視頻后處理技術(shù)，通過(guò)在原有視頻幀中插入中間幀的方式，將低幀率視頻轉(zhuǎn)變成高幀率視頻。隨著高清2K視頻逐漸在人們生活中得到普及，以及超高清4K視頻的出現(xiàn)，極大地增加了圖像的分辨率和視頻的大小。近年來(lái)加速幀率上轉(zhuǎn)換已成為視頻處理技術(shù)中的一個(gè)新熱點(diǎn)。目前大多數(shù)幀率上轉(zhuǎn)換采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類的方法，該方法主要分為兩個(gè)部分，運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。三維遞歸搜索算法因?yàn)樵谑噶恳恢滦苑矫嬗休^大的優(yōu)勢(shì)，所以在運(yùn)動(dòng)估計(jì)部分得到了廣泛的應(yīng)用。
　

2、　隨著異構(gòu)計(jì)算的興起，多核眾核并行計(jì)算設(shè)備的不斷出現(xiàn)，使得要想寫出適合多數(shù)平臺(tái)的高性能運(yùn)算的程序越來(lái)越復(fù)雜。從NVIDIA和AMD的新一代GPU的出現(xiàn)，我們可以看出并行計(jì)算設(shè)備的計(jì)算能力有了很大的提升。OpenCL標(biāo)準(zhǔn)自2008年提出以來(lái)，就以其良好的跨平臺(tái)性得到很快的發(fā)展。
　　本文提出了基于OpenCL的視頻幀率上轉(zhuǎn)換算法，并對(duì)其在各個(gè)平臺(tái)上的并行性能進(jìn)行了分析，達(dá)到了程序的可移植性以及實(shí)時(shí)性的要求。本文的主要工作如下：

3、>　　本文分析了視頻幀率上轉(zhuǎn)換算法，因?yàn)槿S遞歸搜索算法的時(shí)間復(fù)雜度高，使得視頻幀率上轉(zhuǎn)換算法不能滿足實(shí)時(shí)性的要求。本文針對(duì)每一行上宏塊計(jì)算的無(wú)依賴性提出了基于宏塊的并行3DRS算法（P-3DRS）。但經(jīng)過(guò)對(duì)P-3DRS算法運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，它的效率并不高，我們對(duì)P-3DRS進(jìn)行以下兩方面的優(yōu)化：一方面，通過(guò)并行化計(jì)算宏塊的各個(gè)候選運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)擴(kuò)大程序并發(fā)度，提出了 P-3DRS1算法，有效地加速了P-3DRS算法；另一方面，針對(duì)計(jì)算宏塊間相似度

4、時(shí)的無(wú)依賴性提出了一種細(xì)粒度的并行3DRS算法（P-3DRS2）；最后本文設(shè)計(jì)了并行的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法。我們將以上算法運(yùn)行在NVIDIA GeForce GTX970，AMD R9285，NVIDIA Tesla K20上得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。我們通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，驗(yàn)證了以上算法所得出的結(jié)果是正確的，并對(duì)他們的加速比進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　由于 OpenCL框架具有性能上的可移植性，所以我們把本文所提出的P-3DRS1算法和P-MC算法運(yùn)