基于GPGPU視頻編解碼技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字電視的快速發(fā)展，為了滿足高清視頻的要求，廉價(jià)而方便地實(shí)現(xiàn)高清視頻的實(shí)時(shí)編解碼，引起了研究者們的廣泛關(guān)注?；贕PU的通用計(jì)算(簡(jiǎn)稱GPGPU)技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)高清視頻的實(shí)時(shí)編解碼提供了一條可能途徑。然而，將GPGPU技術(shù)應(yīng)用于視頻編解碼領(lǐng)域的研究還很少見。統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)(簡(jiǎn)稱CUDA)是在GPU上計(jì)算的新架構(gòu)，它不需要映射到圖形API便可在GPU上管理和進(jìn)行并行數(shù)據(jù)計(jì)算。H.264壓縮效率比以往的任何標(biāo)準(zhǔn)都提高了

2、至少一倍以上，因此對(duì)它的關(guān)鍵技術(shù)及其不同硬件環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，并根據(jù)不同環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行性能優(yōu)化，具有十分重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。 本文利用GPGPU技術(shù)加速H.264視頻編解碼，采用CPU—GPU并行架構(gòu)，GPU作為CPU的協(xié)處理器。在傳統(tǒng)H.264編解碼架構(gòu)的基礎(chǔ)上，將部分編解碼步驟移植到GPU中，以實(shí)現(xiàn)CPU—GPU的并行計(jì)算。在編碼階段主要包括預(yù)處理、運(yùn)動(dòng)估計(jì)、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、小波變換、量化和熵編碼。預(yù)處理是將整個(gè)圖像劃分為4×

3、4大小的宏塊。運(yùn)動(dòng)估計(jì)有兩種預(yù)測(cè)類型：參考預(yù)測(cè)類型、全局運(yùn)動(dòng)模型標(biāo)志。為了更適合GPU的并行計(jì)算，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償采用重疊塊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，采用提升小波變換取代了傳統(tǒng)H.264的整數(shù)變化。量化采用自定義量化矩陣，由量化偏置矩陣加到缺省無加權(quán)量化矩陣產(chǎn)生。熵編碼采用二進(jìn)制算術(shù)編碼，包括編碼變量定義、變量初始化和二進(jìn)制值的編碼，同時(shí)編碼以后要清空編碼器。解碼基本上是編碼的逆過程，主要包括熵解碼、反量化、小波反變換。熵解碼仍采用二進(jìn)制算術(shù)編碼，但為了避免G