高效視頻編碼中幀內(nèi)編碼的GPU并行優(yōu)化.pdf

1、幀內(nèi)編碼是新一代高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding－HEVC)標準H.265中的核心部分之一。其引入了更先進的預(yù)測技術(shù)，可大幅度地提升視頻編碼的編碼效率，但是同時編碼過程也變得極為復(fù)雜，給實時處理帶來巨大挑戰(zhàn)。新興的圖形處理器(GPUs)提供了強大的多層次并行處理能力，為幀內(nèi)編碼算法的實時實現(xiàn)提供了硬件平臺。因此，如何充分挖掘幀內(nèi)編碼算法的并行性，并結(jié)合GPU的特點進行并行優(yōu)化，對于促進H.265視頻

2、編碼的實際應(yīng)用，具有重要意義。
　　在分析幀內(nèi)編碼中數(shù)據(jù)級與線程級并行性的基礎(chǔ)上，提出了基于GPU平臺的H.265幀內(nèi)編碼并行優(yōu)化方案。為了充分挖掘幀內(nèi)編碼的并行性、加速幀內(nèi)編碼過程，分別提出了層次化的并行性對應(yīng)關(guān)系模型和基于OpenCL(Open ComputingLanguage)的多級并行優(yōu)化策略。首先，分析幀內(nèi)編碼的詳細流程，根據(jù)多個預(yù)測方向所需要的參考像素位置，確定其五個方向的數(shù)據(jù)依賴。然后對應(yīng)于多個單元層次的編碼流程，

3、建立了層次化的并行性對應(yīng)關(guān)系模型；其次，利用GPU高并行性的特點，設(shè)計相應(yīng)級別的并行優(yōu)化策略，再結(jié)合OpenCL編程特點，對ND-range(N-Dimensional Range)劃分等部分的實現(xiàn)細節(jié)進行優(yōu)化，并采用影響視頻質(zhì)量的碼率估計分析法，提出了基于OpenCL的多級并行策略。綜合以上的并行性對應(yīng)關(guān)系模型和多級并行策略，完成了基于GPU平臺的H.265幀內(nèi)編碼并行優(yōu)化方案。
　　實驗結(jié)果表明，在應(yīng)用了GPU并行優(yōu)化方案以后