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H.264编码器和解码器联合并行算法研究

作　者: 朱小玉
导　师: 张昊
学　校: 中南大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: H.264 编解码联合并行 x264 FFmpeg 片级加速比
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着视频编解码算法的发展,运用多核处理器对视频编解码器实现并行加速逐渐成为国际视频编解码研究的热点。目前各国学者主要对编码器或者解码器的并行算法独立进行研究,并未发现将两者的速度联合起来进行优化研究的文献。论文的目的是对编码器的编码时间和解码器的解码时间之和进行并行优化,提高实时编解码的效率。该研究有利于节省计算资源,降低能耗,对于视频编解码领域具有十分重大的意义。基于H.264编码器x264和解码器FFmpeg,在硬件条件一致的情况下,比较编码器和解码器最优片划分情况。实验结果表明,编码器和解码器在不同的片划分上达到最优性能,说明编解码器联合并行优化是可行的。论文提出基于片划分的H.264编码器和解码器的联合并行模型,针对硬件条件不一致的情况,提出三种解码器优化模型。解码器的时间通过反馈通道传输给编码端,系统存在通信延迟。在传统的自适应片划分算法的基础上,设计并实现了基于不同模型的自适应片划分算法。实验结果表明,在两种硬件条件下,和基于编码器模型的算法及基于解码器模型的算法相比,基于联合并行优化模型的算法很好的提升了加速比,降低了系统的负载不均衡。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 研究目的及意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 主要工作  10-11
  1.4 主要内容及组织  11
  1.5 本章小结  11-13
2 H.26 4并行编码技术分析  13-24
  2.1 H.264编码标准  13-14
  2.2 并行算法介绍  14-15
  2.3 H.264并行技术  15-17
  2.4 H.264粗粒度数据并行  17-22
    2.4.1 GOP级并行  18-19
    2.4.2 Frame级并行  19-20
    2.4.3 Slice级并行  20-21
    2.4.4 Macroblock级并行  21-22
  2.5 本章小结  22-24
3 编解码器联合并行可行性分析与测试  24-33
  3.1 x264编码器及FFmpeg解码器  24-25
    3.1.1 x264编码器  24-25
    3.1.2 FFmpeg解码器  25
  3.2 x264并行编码分析  25-28
  3.3 编解码器联合优化的可行性分析  28-31
    3.3.1 硬件条件  28-29
    3.3.2 编解码器复杂度  29-30
    3.3.3 编解码器最优片划分比较  30-31
  3.4 本章小结  31-33
4 编解码器联合并行优化模型与算法  33-47
  4.1 编解码器并行优化模型  33-34
    4.1.1 设备一致系统  33
    4.1.2 设备不一致系统  33-34
  4.2 传统自适应片划分算法  34-39
    4.2.1 算法流程  34-36
    4.2.2 实验与结果分析  36-39
  4.3 基于模型的自适应片划分算法  39-41
    4.3.1 算法流程  39-40
    4.3.2 模型求解方法  40
    4.3.3 模拟硬件设备不一致情况  40-41
  4.4 设备一致系统的实验与结果分析  41-44
  4.5 设备不一致系统的实验与结果分析  44-45
  4.6 本章小结  45-47
5 总结与展望  47-49
  5.1 论文总结  47-48
  5.2 展望  48-49
参考文献  49-55
攻读学位期间主要的研究成果  55-56
致谢  56

H.264编码器和解码器联合并行算法研究

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