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基于CUDA架构的H.264并行计算研究

作　者: 金辉
导　师: 谢长生
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 通用视听业务的先进的视频编码统一计算设备架构图形处理器运动估计环路滤波
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 33次
引　用: 0次
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内容摘要

随着高清技术的发展,视频编码的耗时通常很长。由于H.264在传输特性以及存储空间上的优势,被越来越多的视频文件所采用,但与性能改善同时带来的还有计算复杂度大量增加的问题。因此,如何更有效的减少H.264的计算量,成为了现阶段的研究热点。由于目前的计算机都配备一颗功能强大的图形处理器,虽然最初只是为图形渲染而设计,但也逐渐从专注于图形加速向通用计算转变,并提供了多种可实现平台,统一计算设备架构即是其中一例。因此,当视频编码遇到复杂计算的时候,将可并行计算部分通过统一计算设备架构交由图形处理器进行相关处理不失为一个较好的方案。本文首先回顾了当前H.264关键技术研究的现状,并分别对H.264和CUDA架构做了相关介绍。由于运动估计和环路滤波这两个模块是H.264中计算复杂度最高的模块,而且其可并行部分具有一定的典型性,故针对H.264的运动估计和环路滤波模块,分别对其可并行计算部分进行分析,并各自提出一种基于CUDA的并行实现方案,在实验中加以验证。实验结果的分析表明,该方案取得了预期的效果,但仍有继续改进完善的空间。通过本文的工作表明,可以利用现有图形处理器强大的并行计算能力对视频的编解码模块进行优化,在保证图像质量的同时,可以显著的提高编解码速度,具有广阔的应用空间。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题背景及意义  8-11
  1.2 国内外研究概况  11
  1.3 本文主要工作及组织结构  11-13
2 CUDA 编程模型与H.264 基础知识概述  13-24
  2.1 CUDA 编程模型  13-19
  2.2 H.264 技术概述  19-23
  2.3 本章小结  23-24
3 基于CUDA 的H.264 运动估计并行算法  24-34
  3.1 运动估计算法介绍  24-28
  3.2 基于CUDA 的运动估计并行算法分析  28-29
  3.3 基于CUDA 的运动估计并行算法实现  29-32
  3.4 实验结果和分析  32-33
  3.5 本章小结  33-34
4 基于CUDA 的H264 环路滤波并行算法  34-53
  4.1 环路滤波算法介绍  34-42
  4.2 基于CUDA 的并行环路滤波算法分析  42-48
  4.3 基于CUDA 的并行环路滤波算法具体实现  48-51
  4.4 实验结果与分析  51-52
  4.5 本章小结  52-53
5 总结与展望  53-55
  5.1 本文总结  53
  5.2 工作展望  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-59

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