- 學位論文
高效率影片編碼之棋盤格平行處理策略
Chessboard Parallel Processing for High Efficiency Video Coding
摘要
隨著影片畫質的發展，超高解析度的時代即將來臨，Ultra HD影片與普及的1080P影片相比，帶來接近十倍的位元率，市場也漸漸出現搭載超高解析度的電視或是智慧型隨身裝置，如今高畫質影片如此盛行，不管是儲存、透過網路傳輸或是即時影像處理，勢必會衍生許多挑戰。 最新一代的影片編碼標準-高效率影片編碼，使用一半的位元率即可達到與前一代影像編碼的相同畫質，但伴隨著是背後高複雜度的編碼策略以及方法，使得編碼時間大幅拉長，因此，單核心影片編碼已在淘汰邊緣。為了有效地縮短編碼所需時間，高效率影片編碼在制定期間已納入許多平行化的設計以及工具，包括Wavefront parallel processing (WPP)和Tile。在這篇論文中，我們針對WPP作詳細的分析，包含在幀內預測或是幀間預測上的角度分析，以及平行處理時所會遇到的問題。我們發現，在WPP執行的過程中，平行度沒有被善加開發利用，大部分的時間平行度皆處於低落的狀態。針對此問題，我們設計了Chessboard Parallel Processing，全新的編碼順序搭配更改的預測角度，與標準的WPP相比，我們可以大幅減少42%的編碼時間，並將所額外使用的位元率控制在良好的範圍內。
並列摘要
The next generation video coding standard – High Efficiency Video Coding (HEVC) reduce 50% bitrates compared to H.264/AVC under the same visual quality [1]. The price to be paid for higher coding efficiency is higher computational complexity. As a result, single processer is difficult to be optimized to a satisfactory level. Unlike H.264/AVC, HEVC currently contains several tools like wavefront parallel processing (WPP) and tiles aimed at making the encoder more parallel-friendly. In this paper, we briefly introduce intra and inter prediction and analyze the reason why the utilization of threads cannot be optimized while HEVC enable WPP. The most important, we proposed a new encoding scheme – chessboard parallel processing (CPP). We design a new encoding order that coordinates with new directions of references to improve the utilization of threads. In addition, we compare our reference patterns with WPP and make a detailed analysis of parallelism and coding efficieny. Experiments conducted on a 32-core system show that our implementations achieve higher performance and reduce 41.8% encoding time in average under a well bitrate control.