基于嵌入式移動(dòng)GPU的圖像編解碼并行優(yōu)化.pdf

1、ARM Cortex-A15系列處理器是當(dāng)前最新的嵌入式ARM SoC，該系列處理器首次集成了Mali-T600系列的移動(dòng)GPU，該系列GPU率先支持OpenCL計(jì)算框架，可以利用GPGPU（General-Purpose computation on GPU）技術(shù)有效加速通用計(jì)算，其特殊的異構(gòu)多核結(jié)構(gòu)為多媒體處理，尤其是圖像編解碼和數(shù)字圖像處理等應(yīng)用提供了并行加速的曠闊空間。
　　近年來，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展以及智能移動(dòng)終端

2、的快速普及，以視頻編解碼技術(shù)為核心的移動(dòng)視頻類應(yīng)用得到廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的嵌入式平臺(tái)上依賴于CPU的串行計(jì)算的方案已經(jīng)難以處理這類大數(shù)據(jù)量的計(jì)算密集型問題，GPGPU并行加速技術(shù)在硬件成本和功耗嚴(yán)格限制的ARM嵌入式平臺(tái)上具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)于移動(dòng)GPU的GPGPU技術(shù)的應(yīng)用研究較少，尤其是缺乏實(shí)際的應(yīng)用實(shí)例和方法總結(jié)，因此本文基于Mali-T604嵌入式移動(dòng)GPU深入研究了GPGPU技術(shù)在ARM嵌入式平臺(tái)的應(yīng)用方法

3、，主要包括移動(dòng)GPU的硬件結(jié)構(gòu)，并行計(jì)算模型、編程方法等，并針對(duì)LibJpeg(Jpeg Codec官方實(shí)現(xiàn))以及Xvid（公認(rèn)的Mepg4 Codec優(yōu)秀實(shí)現(xiàn)）兩個(gè)開源項(xiàng)目對(duì)Jpeg靜態(tài)圖像解碼算法和Mpeg4動(dòng)態(tài)圖像編碼算法基于Mali-T604 GPU的GPGPU技術(shù)和ARM Neon多媒體指令集進(jìn)行并行優(yōu)化，主要包含離散余弦變換、像素內(nèi)插、運(yùn)動(dòng)估計(jì)、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、色彩空間轉(zhuǎn)換等計(jì)算密集型功能模塊的并行化，最后完成了優(yōu)化效果的實(shí)際測(cè)試

4、，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了分析和總結(jié)。
　　本文采用的硬件測(cè)試平臺(tái)是ArndaleBoard開發(fā)板，該平臺(tái)以三星的Exynos5250處理器為核心，搭載了Mali-T604移動(dòng)GPU，軟件平臺(tái)采用Linaro機(jī)構(gòu)為Amdale Board定制的基于Ubuntu的嵌入式Linux操作系統(tǒng)，其內(nèi)核版本為3.10.37。對(duì)不同分辨率和不同內(nèi)容的視頻序列的測(cè)試結(jié)果表明，不論是針對(duì)靜態(tài)圖像還是動(dòng)態(tài)圖像，Mali GPU的并行加速能力均能提供可觀的