遠(yuǎn)程教育場景下的屏幕1094987秉銘編碼器AFM60A-TDAK262144

AFM60A-TDAK262144編碼器的運(yùn)動估計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)是H.264研究的重點(diǎn)。另外,隨著視頻會議、安防攝像等方面的需求日益增長,H.264編碼器在嵌入式平臺的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來,國內(nèi)外研究人員提出了許多H.264快速運(yùn)動估計(jì)算法,這些算法基本可以分為三類:類基于模板匹配思想,第二類基于動態(tài)的搜索范圍,第三類基于合理的搜索策略。這些快速運(yùn)動估計(jì)算法可以在重建圖像質(zhì)量基本相同的情況下,大幅度地減少運(yùn)動估計(jì)時間。采用快速運(yùn)動估計(jì)算法能夠大幅提高H.264編碼器在嵌入式平臺的實(shí)時性。本文分析了H.264編碼器的關(guān)鍵技術(shù)和一些經(jīng)典的運(yùn)動估計(jì)算法,重點(diǎn)研究了H.264標(biāo)準(zhǔn)推薦使用的快速運(yùn)動估計(jì)算法——非對稱十字型多層次六邊形格點(diǎn)算法搜索速度慢的問題,利用預(yù)測運(yùn)動矢量的相關(guān)特性,在起始搜索點(diǎn)的預(yù)測、全局搜索以及提前終止策略三個方面進(jìn)行了改進(jìn),提出了一種快速運(yùn)動估計(jì)的改進(jìn)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法在不同量化步長的條件下能夠適應(yīng)不同運(yùn)動強(qiáng)度的視頻序列,是一種適合H.264的速度快且性能好的快速運(yùn)動估計(jì)算法。在此基礎(chǔ)上,將H.264編碼器應(yīng)用到達(dá)芬奇平臺上,并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。經(jīng)過驗(yàn)證,移植和優(yōu)化的過程是可行并且有效的。 

 1094917    AFM60I-S4AC004096                                           
1094932    DFS60B-TAAN02500                                            
1094961    DBV50E-22ELA0010                                            
1094976    AFM60B-SZAA000S26                                           
1094987    AFM60A-TDAK262144                                           
1094990    DFS60B-TAAL02500                                            
1094993    DBS36E-S3ENZ0S73                                            
1094999    DBS60E-THAP01024                                            
1095000    DBS60E-BDFCA0360                                            
1095078    DBS60E-S1FM01000                                            
1095079    DBS60E-S1FM01024                                            
1095089    DUS60E-S7KF0DFA                                             
1095108    DBS60E-TJECD1024                                            
1095117    AFM60E-S4KK004096                                           
1095132    AHM36A-S4AC013X12                                           
1095133    DBS60E-REFL02000                                            
1095138    AFM60I-BHPM262144                                           
1095141    DKS40-R5K02000                                              
1095183    AFM60B-TGTA032768                                           
1095197    DBS36E-S3EK00S71                                            
1095200    DBS36E-S3GM00S72                                            
1095213    DBV50E-22GPA0500  

作為電子信息產(chǎn)業(yè)的重要支柱，音視頻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的重要性不言而喻。制訂自主技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有利于確保產(chǎn)業(yè)發(fā)展不受制于人。為更好的滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要和技術(shù)進(jìn)步，數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)AVS標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。AVS標(biāo)準(zhǔn)從和核心技術(shù)上為我國音視頻產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)提供了標(biāo)準(zhǔn)保障。AVS標(biāo)準(zhǔn)第二部分對用于高清視頻、衛(wèi)星直播、多媒體通信傳輸、視頻傳輸、網(wǎng)絡(luò)流媒體的活動圖像壓縮技術(shù)制定了視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)。AVS標(biāo)準(zhǔn)誕生至今，經(jīng)過國內(nèi)科研人員不懈完善與發(fā)展，針對視頻部分的AVS+，以及代表水平的新一代標(biāo)準(zhǔn)AVS2先后推出，正在為我國音視頻相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供難得的歷史契機(jī)。本課題針對AVS視頻器編碼耗時的運(yùn)動估計(jì)開展深入研究與分析，主要完成的工作包括以下三方面：針對AVS視頻編碼的運(yùn)動估計(jì)采用的多種經(jīng)典搜索算法，進(jìn)行深入的分析和研究，在AVS編碼器選用的菱形搜索算法的搜索模板中，加入判斷用以減少搜索點(diǎn)數(shù)。并根據(jù)各類快速搜索算法的特點(diǎn)，通過在典型視頻測試序列中反復(fù)測試，得出在不同測試序列下各類快速搜索算法的性能比較。第二，本文提出了一種基于宏塊模式判定視頻序列運(yùn)動幅度的方法。通過該方法，可以比較不同視頻序列的運(yùn)動幅度大小，給出視頻序列的相對其他序列的對比，為選用運(yùn)動估計(jì)搜索算法提供參考。后，通過研究AVS編碼器起始搜索點(diǎn)確定策略，提出了一種基于起始搜索點(diǎn)位置和視頻序列運(yùn)動幅度的自適應(yīng)選擇搜索算法。該搜索算法對不同視頻序列自適應(yīng)選擇不同的搜索模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與AVS編碼器采用的固定搜索算法相比，本文提出的基于起始搜索點(diǎn)位置和視頻序列運(yùn)動幅度的自適應(yīng)選擇搜索算法在信噪比基本保持不變，碼率相當(dāng)?shù)那疤嵯?，一定程度上提高了搜索速度?/span>

 遠(yuǎn)程教育場景下的屏幕1094987秉銘編碼器AFM60A-TDAK262144

AFM60A-TDAK262144與H.264/AVC校驗(yàn)?zāi)Ｐ拖啾?X.264已經(jīng)進(jìn)行了一些算法和程序結(jié)構(gòu)優(yōu)化?？紤]到視頻編碼器的計(jì)算需求和GPU的通用計(jì)算能力,本文利用GPU的強(qiáng)大浮點(diǎn)計(jì)算能力和并行特性,研究基于GPU平臺的X.264視頻編碼器的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)。具體地,本文的主要工作和貢獻(xiàn)如下:首先,詳細(xì)分析了X.264視頻編碼器的結(jié)構(gòu),特別是其在函數(shù)層次、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次等方面的缺陷,并對其并行性和GPU平臺移植進(jìn)行了可行性分析。此外,利用Intel Vtune性能分析器,對X.264編碼器的性能進(jìn)行了實(shí)際的測試。通過統(tǒng)計(jì)分析,得到了X.264視頻編碼器的主要函數(shù)和各功能模塊的耗時情況。這樣,為選擇X.264編碼器中計(jì)算耗時且具有一定并行性的模塊進(jìn)行GPU并行優(yōu)化奠定了良好的基礎(chǔ)。其次,在分析X.264運(yùn)動估計(jì)算法的基礎(chǔ)上,對差之和(SAD)的計(jì)算及其大小比較進(jìn)行并行優(yōu)化,并采用統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)(Compute Unified Device Architecture,CUDA)編程在GPU平臺上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。H.264/AVC視頻編碼器的運(yùn)動估計(jì)是按照塊進(jìn)行的,本身具有較高的并行性,適合于GPU實(shí)現(xiàn)。本文以全搜索為例,將塊匹配準(zhǔn)則,即SAD的計(jì)算及其比較移入GPU完成,并且采用單指令、多線程(SIMT)實(shí)現(xiàn),從而加速了運(yùn)動估計(jì)過程。對于Foreman等典型的視頻測試序列進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的全搜索運(yùn)動估計(jì)GPU并行化方法能夠提高運(yùn)動估計(jì)效率約6-8倍。并且,視頻的空間分辨率越高,搜索范圍越大,GPU加速的效果越顯著。與基于H.264/AVC校驗(yàn)?zāi)Ｐ偷娜阉鬟\(yùn)動估計(jì)GPU相比,它的加速比相當(dāng),但運(yùn)動估計(jì)模塊的實(shí)際時間開銷有所降低。

 
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