[發(fā)明專利]基于同構(gòu)多核處理器的H.264并行解碼方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910109830.7
• 申請(qǐng)日: 2009-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN101710986A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 管輝;張良平;佟鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號(hào): H04N7/26
• 分類號(hào): H04N7/26
• 代理公司: 深圳市萬商天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44279
• 代理人: 王志明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻編解碼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在同構(gòu)多核處理器上實(shí)現(xiàn) H.264并行解碼的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

H.264/AVC作為新一代視頻編解碼算法吸收了以往編碼方案的優(yōu)點(diǎn)，并在 視頻壓縮性能和網(wǎng)絡(luò)接口友好性上得到了很大提高，但這些優(yōu)點(diǎn)都是以引入復(fù) 雜度為前提的。分析H.264編碼器的結(jié)構(gòu)可知，其高復(fù)雜度的計(jì)算量主要來源 于兩個(gè)方面，一是幀間編碼的1/4像素精度運(yùn)動(dòng)搜索，多種可變大小的塊模式及 多參考幀的運(yùn)動(dòng)估計(jì)；二是幀內(nèi)編碼的多種預(yù)測模式。H.264應(yīng)用在當(dāng)前的單核 計(jì)算機(jī)環(huán)境下，由于受到自身復(fù)雜度以及硬件條件的限制，編解碼速度還有待 提高。隨著人們對(duì)視頻質(zhì)量、實(shí)時(shí)性提出越來越高的要求，如何快速的實(shí)現(xiàn)編、 解碼成了H.264目前急需解決的問題，高效可行的實(shí)時(shí)高清視頻應(yīng)用解決方案 也成了各個(gè)商家研究的熱點(diǎn)問題。

如今多核處理器逐漸普及，把H.264應(yīng)用在多核環(huán)境下并行處理以提高性 能就成為了一種切實(shí)有效的解決方式。跟傳統(tǒng)的單核處理器相比，多核處理器 帶來了更強(qiáng)的并行處理能力和更高的計(jì)算密度。多核時(shí)代的到來滿足了用戶對(duì) 高性能及低功耗的雙重需求，多核技術(shù)迅速的發(fā)展和應(yīng)用可以說是歷史必然， 而用單核技術(shù)是很難構(gòu)造高能效計(jì)算機(jī)平臺(tái)的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于同構(gòu)多核處理器的H.264并行 解碼方法和系統(tǒng)，可以在負(fù)載均衡的基礎(chǔ)上最大化多核處理器帶來的并行加速 比，有效地提高解碼速度。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于同構(gòu)多核處理器的H.264并行解碼方法，所述方法包括分配N個(gè) 核用于解碼，由一個(gè)核以待解碼圖像的一幀為單位完成熵解碼，由N-1個(gè)核對(duì) 該幀以宏塊為單位進(jìn)行并行解碼。

所述以宏塊為單位進(jìn)行并行解碼包括以下步驟：

i、為當(dāng)前幀創(chuàng)建一反映宏塊可解碼狀態(tài)的條件矩陣和調(diào)度隊(duì)列，所述條件 矩陣中的元素由表征解碼狀態(tài)的五個(gè)連續(xù)整數(shù)字M-1、M、M+1、M+2、M+3所組 成，對(duì)所述條件矩陣進(jìn)行初始化賦值，該初始化條件矩陣至少有一個(gè)位于邊緣 的元素被賦值為M；

ii、當(dāng)所述條件矩陣中的元素值為M時(shí)，將元素值為M的元素所對(duì)應(yīng)的坐 標(biāo)全部壓入所述調(diào)度隊(duì)列，所述N個(gè)核互斥讀取所述調(diào)度隊(duì)列中的坐標(biāo)所對(duì)應(yīng) 的宏塊并進(jìn)行解碼；

iii、所述調(diào)度隊(duì)列中的坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的宏塊被解碼后，將該坐標(biāo)被移出所述 調(diào)度隊(duì)列，然后將該坐標(biāo)在所述條件矩陣中的元素重新賦值為M-1，并對(duì)條件矩 陣中已完成解碼的坐標(biāo)(i，j)鄰近點(diǎn)(i-1，j)、(i，j+1)和(i+1，j)所對(duì) 應(yīng)的元素值都減1；

重復(fù)所述步驟ii至iii直到所述條件矩陣中所有元素值都變成M-1時(shí)為止。

對(duì)所述條件矩陣進(jìn)行初始化賦值包括：將所述條件矩陣第一行首元素的值 置為M，第一行除首元素外的其他元素的值都置為M+1，第一列以及最后一列除 首元素外的其他元素的值都置為M+2，將除了首行、首列以及尾列外的剩余元素 的值都置為M+3。

所述條件矩陣中的元素為M時(shí)表示可對(duì)該元素對(duì)應(yīng)的宏塊進(jìn)行解碼，所述 條件矩陣中的元素為M-1時(shí)表示該元素對(duì)應(yīng)的宏塊已完成解碼，所述條件矩陣 中的元素為M+1、M+2、M+3時(shí)表示這些元素對(duì)應(yīng)的宏塊分別缺少一個(gè)條件、兩 個(gè)條件和三個(gè)條件才能解碼。

所述矩陣橫向和縱向上的元素個(gè)數(shù)分別與所述待解碼的圖像水平與垂直方 向上的宏塊個(gè)數(shù)相同。

本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案：

一種基于同構(gòu)多核處理器的H.264并行解碼方法，所述方法包括分配N個(gè) 核用于解碼，根據(jù)圖像分辨率情況，由一個(gè)核以待解碼圖像的一幀為單位完成 熵解碼，由N-1個(gè)核對(duì)該幀以宏塊組為單位進(jìn)行并行解碼。

所述以宏塊組為單位進(jìn)行并行解碼包括以下步驟：

iv、為當(dāng)前幀創(chuàng)建一反映宏塊可解碼狀態(tài)的條件矩陣和調(diào)度隊(duì)列，所述條 件矩陣中的元素由表征解碼狀態(tài)的五個(gè)連續(xù)整數(shù)字M-1、M、M+1、M+2、M+3所 組成，對(duì)所述條件矩陣進(jìn)行初始化賦值，該初始化條件矩陣至少有一個(gè)位于邊 緣的元素被賦值為M；對(duì)調(diào)度隊(duì)列初始賦值為只含一個(gè)元素(0，0)；