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基于TilePro64多核处理器的H.264高清视频解码软件设计

作　者: 陈剑骏
导　师: 黄轶伦；陈耀武
学　校: 浙江大学
专　业: 电子信息技术及仪器
关键词: H.264标准 TilePro64多核处理器并行解码流水线优化
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 56次
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内容摘要

随着高清视频应用的发展,具有低码率和高图像质量的H.264标准取得了广泛的应用。但是这种低码率、高质量的算法,极大地增加了运算复杂度,对处理器性能提出了更高的要求。本文研究开发了基于TilePro64多核处理器的H.264高清视频解码软件,充分挖掘该多核处理器的并行处理能力,对高清视频进行并行解码,以满足实时视频应用的需求。本文综述了多核处理器、高清视频技术、视频压缩技术的技术背景及发展,详细介绍了H.264编解码标准,以及熵解码、帧内预测、运动补偿、整数变换与量化和去块滤波等关键技术,综合评估了TILERA产品对于视频编解码软件应用的优势,并阐述了本课题的研究意义、研究内容以及论文结构。基于TilePro64的高清解码软件的设计目标,本文设计了多核高清软件解码器的整体架构,包括了解码器的整体设计、在TILERA平台上的多核解码软件设计。重点讨论了TILERA处理器上的优化方法、解码软件的并行化处理和流水线优化,并提出了一种功能和数据混合划分的并行解码算法。最后给出了并行解码器的性能分析,并针对多核解码器的发展做了简要的总结和展望。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-8
目次  8-11
1 绪论  11-21
  1.1 课题的研究意义  11-12
  1.2 课题的相关技术背景  12-19
    1.2.1 视频压缩技术简介  12-13
    1.2.2 视频标准简介  13-15
    1.2.3 多核技术的发展概述  15-16
    1.2.4 TilePro64处理器简介  16-17
    1.2.5 H.264解码多核优化概述  17-19
  1.3 课题的研究内容  19-21
    1.3.1 课题研究内容  19
    1.3.2 论文结构  19-21
2 H.264标准介绍  21-35
  2.1 H.264的档次  21-22
  2.2 编码数据格式  22-25
    2.2.1 H.264的视频格式  22-23
    2.2.2 H.264的编码格式  23-25
  2.3 H.264解码器关键技术介绍  25-34
    2.3.1 熵解码  25-28
    2.3.2 帧内预测  28-29
    2.3.3 运动补偿  29-31
    2.3.4 整数变换与量化  31-32
    2.3.5 去块滤波  32-34
  2.4 本章小结  34-35
3 TilePro64处理器介绍  35-45
  3.1 TILERA主要技术  35-36
    3.1.1 系统架构  35-36
    3.1.2 先进的Cache技术  36
    3.1.3 新一代编程技术  36
  3.2 硬件结构  36-40
    3.2.1 TilePro64处理器架构  36-39
    3.2.2 Tilexpress-64 Card平台介绍  39-40
  3.3 软件开发环境  40-44
    3.3.1 TILERA开发环境介绍  40-41
    3.3.2 TILERA开发环境使用说明  41-44
  3.4 本章小结  44-45
4 解码软件总体设计  45-61
  4.1 解码软件功能需求  45-46
  4.2 解码软件设计  46-53
    4.2.1 解码器架构设计  46-47
    4.2.2 解码器初始化设计  47-48
    4.2.3 解码器主程序  48-51
    4.2.4 性能分析  51-53
  4.3 性能优化  53-60
    4.3.1 编译选项优化  54
    4.3.2 Intrinsic指令优化  54-55
    4.3.3 循环网络优化  55-56
    4.3.4 非字节对齐访问优化  56-57
    4.3.5 Feedback优化  57-59
    4.3.6 性能分析  59-60
  4.4 本章小结  60-61
5 并行解码软件设计  61-77
  5.1 多核并行设计  61-67
    5.1.1 解码器并行分析  61-63
    5.1.2 并行流水线设计  63-64
    5.1.3 性能分析  64-67
  5.2 多核并行优化  67-74
    5.2.1 核间负载均衡优化  67-70
    5.2.2 流水线排布优化  70-74
  5.3 实验结果分析  74-76
  5.4 本章小结  76-77
6 总结和展望  77-79
  6.1 总结  77
  6.2 展望  77-79
参考文献  79-83
作者简介  83

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