h.264编码算法并行化的研究与实现

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目：H.264编码算法并行化的研究与实现学科专业：计算机系统结构指导教师：桑楠教授作者姓名：高攀班学号：200820601031万方数据分类号密级UDC注1学位论文H.264编码算法并行化的研究与实现（题名和副题名）高攀（作者姓名）指导教师姓名桑楠教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别硕士专业名称计算机系统结构论文提交日期201

2、1.04论文答辩日期2011.05学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2011年月日注1注明《国际十进分类法UDC》的类号万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全

3、了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要H.264视频编码标准具有视频质量高和码率低等优越性能，然而这是以增加计算复杂度为代价。因此如何提高其编码速度成为提高编码效率的关键，对于满足大规模共享和高清实时传输具有十分重要的意义。多核技

4、术的出现给上述问题带来了新的机遇，通过采用任务分解、数据分解或者数据流分解的方法可以将串行软件进行并行化改造，使得相互独立的功能模块或数据单元能同时被处理，从而获得一定的加速比。H.264编码算法本身在图片组级、帧级、切片级和宏块级多个层次上存在可并行化的地方，非常适合进行并行化改造，通过使用多核技术和多线程技术能大大提高H.264编码速度，可以使得在普通的PC机上也能做到实时编码。本文深入分析了H.264的编码过程，挖掘其中可以进行并行计算的地方，通过分析图像帧之间的参考关系，发现相邻的B帧以及没有参考关系的P帧间不

5、存在依赖关系，可以同时独立编码。针对同构多核架构的处理器提出了一种H.264线程级并行编码的算法，使得相互间没有依赖关系的帧能同时并行的编码，并通过和研究和实验发现，根据处理器的核的数目合理地设置B帧数目可以获得最佳加速比。最后将该算法在最优秀的开源编码器之一T264上实施，并将并行化后的编码器移植到了多核嵌入式实时操作系统aCoral上，最后的实验表明该并行算法在保证图像质量和码率大小完全不变的情况下能大大提高编码速度。关键词：H.264，多核，多线程，并行，aCoralI万方数据ABSTRACTABSTRACTH.

6、264videocodingstandardhashighqualityandsuperiorperformancewithlowbitrate,butthisisinincreasingofthecostofcomputationalcomplexity.Sohowtoimprovetheencodingspeedbecamethekeyfactortoimproveitsefficiency,ithasgreatsignificancetomeetthelarge-scalesharingandhigh-defin

7、itionreal-timetransmission.Theemergenceofmulti-coretechnologyhadbroughtnewopportunitiestothese issues,throughtheusingoftaskdecomposition,datadecompositionordataflow decompositionmethod,wecanparallelizetheserialsoftware,andtoobtainsome speedup.H.264encodealgorith

8、misverysuitableforparallel,becauseithasparallelism inmulti-levelsdataprocessing.ItcangreatlyimprovethespeedofH.264encoderin usingofmulti-coretechnology,soitispossible