[發明專利]一種VP9解碼器并行流水線任務劃分方法

有效

• 申請號: 201710010859.4
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106658012B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 秦華標;陳伍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04N19/156
• 分類號: H04N19/156;H04N19/176;H04N19/436;H04N19/91
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發明公開了一種VP9解碼器并行流水線任務劃分方法，該方法根據分級流水線機制來改進目前的VP9解碼器方案。先對VP9解碼編碼樹單元需要的熵解碼、反量化、反變換、幀內預測、幀間預測、去塊濾波以及像素自適應補償過程進行測量，根據各個過程模塊中熱點函數運行時間計算模塊所占解碼時間比例，再將上述控制單元和工作單元按照分級流水線的工作方式交由各個工作單元并行執行得到改進的VP9解碼方案。本發明可以更好地保證解碼器在執行的過程中每一個模塊之間的流水運行，減少空閑等待，從而提高了解碼器的運行效率。

技術領域

本發明涉及視頻編解碼技術，具體涉及VP9解碼器流水線改進方法。

背景技術

隨著網絡通信技術的快速發展，網絡視頻業務的需求日益增長，網絡視頻數據占據了互聯網數據的絕大部分。2010年，谷歌開始推行WebM工程，致力于開發下一代開放、免授權費的視頻壓縮標準VP9。2013年2月21日，第一個支持VP9解碼技術的谷歌Chroma網頁瀏覽器發布了。

VP9在編碼率上較上一代編解碼標準VP8和H.264提高了30％～50％，同時也與新一代的標準HEVC不相上下，但是卻是以更大的計算量為代價的。因此，優化VP9解碼流程成了改善VP9視頻編解碼技術的一個重要研究方向。

目前，國內外有關于VP9視頻編解碼的研究工作少之又少，本發明將為VP9解碼器提供一種是是可行的優化方案，并且為以后關于最新一代編碼標準的技術提供參考。

發明內容

本發明針對VP9解碼器現有技術，提出一種VP9解碼器并行流水線任務劃分方法，具體技術方案如下。

一種VP9解碼器并行流水線任務劃分方法，其包括如下步驟：

(1)利用熱點函數的運行時間來分析VP9解碼器中熵解碼、反量化、反變換、幀內預測、幀間預測、去塊濾波以及像素自適應補償各階段的計算量，從而明確每個階段中最耗時的計算部分；所述熱點函數是各階段中占用運行時間最長的一個或多個函數，包括復雜的計算模塊或者重復調用許多次的計算模塊；進而得到VP9解碼器中熵解碼、反量化、反變換、幀內預測、幀間預測、去塊濾波以及像素自適應補償各階段占整個解碼過程的時間比例，為后面的流水線劃分提供基礎；

(2)對VP9解碼器的各個階段進行拆分和分級流水線分配，根據占整個解碼過程的運行時間最長的階段所進行的運動補償拆分成并行的三個子模塊，去塊濾波拆分成兩個子模塊即垂直方向去塊濾波和水平方向去塊濾波，形成5級流水線結構，分別是熵解碼作為第一級，三個子模塊并行的運動補償為第二級，幀內預測和反量化以及反變換構成第三級，垂直方向去塊濾波為第四級，水平方向去塊濾波為第五級。

進一步地，步驟(1)所述的利用熱點函數的運行時間來分析VP9解碼器的各階段計算量中，通過在程序中埋點來測量熱點函數運行時間，根據熱點函數的時間來計算VP9解碼器中各階段的運行時間。

進一步地，步驟(2)所述對VP9解碼器的各個階段進行拆分和分級流水線分配中，以熵解碼階段的計算量占整個解碼過程的比例作為基準，設計5級流水線，使每一級流水線運行時間相當且均控制在8％到12％之間，流水線無阻塞地運行。

進一步地，步驟(2)所述對VP9解碼器的各個階段進行拆分和分級流水線分配中，將運動補償拆分成三個并行的子模塊：水平方向插值1/2像素點計算模塊、垂直方向插值1/2像素點計算模塊、1/4像素點計算模塊，通過這三個模塊的并行計算提高解碼效率。

進一步地，步驟(2)所述對VP9解碼器的各個階段進行拆分和分級流水線分配中，將去塊濾波拆分成垂直去塊濾波和水平去塊濾波兩個子模塊作為兩個串行運作的流水級，使這兩級的運行時間與前面流水級時間相當，從而提高解碼效率使流水線達到分級效果。

與現有技術相比，本發明的優點與積極效果在于：