基于多核处理器的SVC高清实时编码

针对SVC（Scalable Video Coding）视频编码算法的高复杂度,提出了一种面向TileraGx36多核平台的针对高清视频的SVC并行编码算法。在层间,提出基于时间层对齐的空间层级并行编码;在层内,针对图像变化的多样性,为实现Slice间编码性能的动态均衡,提出了直接根据统计时间的Slice级动态分割方法,并针对依赖性较强的去方块滤波模块实现了多核并行滤波方案。结合平台特点,实现了多核处理器核数的动态分配方案。实验结果表明,整个方案并行加速比超过19,实现了最大分辨率720P视频序列的实时编码。     

H.264并行编码中负载平衡方法

针对在多核处理器上Slice并行编码H.264高清视频中的负载不平衡问题,首先利用已编码帧的编码统计信息,根据帧间时间相关性预测下一帧各宏块的编码负载,然后据此预测的编码负载划分Slice,使各个处理器核上编码的Slice具有相接近的计算负载,从而达到动态负载平衡目的。在Tile64多核平台上的实际测试结果表明,与传统的基于宏块区域的动态数据分配算法相比,该方法可以将编码并行加速比和并行效率提高5%左右。     

光电经纬仪图像实时压缩的实现

针对光电经纬仪高帧频和高分辨率图像实时压缩难以实现的问题,在TI公司提供的H.264单核编码开源工程和多核并行算法的基础上,提出了基于TMS320C6678多核处理器的H.264并行算法。在单核编码开源工程实现多核并行视频编码,将每帧图像平均划分成多个Slice,每个DSP核处理一个Slice。实验结果表明,与单核视频编码相比,多核并行视频编码的加速与比核数的增加呈线性增长,在TMS320C6678多核处理器上实现光电经纬仪的实时图像压缩具备较强的工程实践性。     

高效率视频编码快速帧内预测算法

针对高效率视频编码(HEVC)帧内预测过程中,编码单元四叉树划分算法计算复杂度极高的问题,提出一种基于多重纹理特征的HEVC帧内编码单元快速划分算法,该算法能够缩小划分的深度区间。首先,使用自定义的纹理提取方法提取出编码单元中的多重纹理特征;其次,使用支持向量机(SVM)对多重纹理特征参数进行训练,得出决策函数;最后,根据决策函数,跳过前面不必要的划分和提前终止划分。实验结果表明,同原始HM 12.0相比,快速划分算法编码时间平均减少43.23%,码率平均增加0.84%,明显提高了帧内编码效率。此外,所提算法容易与其他算法进行融合,进一步降低HEVC的帧内计算复杂度。     

基于片上多核的H.264编码的并行加速性研究

针对便携设备上不断增强的视频处理要求和H.264编解码算法相对较高的计算复杂度之间的矛盾,提出了基于片上多核结构的H.264并行化方案,以达到实时编码的效果。该方案以FPGA为验证平台,通过硬件结构与软件算法协同优化的方式,在单总线双核结构的MPSoC上实现了基于片的H.264并行编码。实验结果表明,在嵌入式环境下利用多核技术实现H.264并行编码可以取得良好的加速效果。     

基于帧间预测模式的插值滤波器

为了进一步降低计算复杂度,提高视频图像的质量,通过对帧间预测模式的运动补偿分析及图像的频谱分析,提出了一种基于帧间预测模式的插值滤波器算法.该算法对每个不同的分块编码模式使用不同阶次的插值滤波器,为每一个分块编码模式选择最优的插值滤波器.实验结果表明,该算法不仅能有效地降低计算复杂度,还能提高信噪比,使图像的质量得到进一步的改善.     

大规模MIMO中基于低复杂度雅克比预编码算法及实现

迫零线性预编码可以获得接近最优的系统容量,不同于传统MIMO系统,大规模MIMO将会配置成百根天线,随着天线数量增加,使得迫零线性预编码矩阵求逆计算复杂,不利于在应用中实现。为了减小线性预编码计算复杂度,提出基于低复杂度的雅克比迭代算法,该算法通过线性迭代,避免了矩阵求逆运算,减少了计算量。为了更进一步的减少计算时间,提出基于统一计算架构的异构多核并行算法,该方法利用GPU具有多核多线程结构特点,实现了异构多核并行计算。仿真结果表明,基于低复杂度雅克比预编码算法可以达到迫零预编码算法性能,同时与传统的线性预编码相比,该算法的计算量更少、时间更短。     

基于多方向梯度边缘预测器快速边缘检测算法

改进了无损压缩编码中的梯度自适应预测器(GAP)和梯度边缘检测(GED)预测器,并应用在图像边缘检测中,提出基于多方向梯度边缘预测器(MGEDP)的动态阈值控制的边缘检测算法。该方法主要步骤为:1)从图像中心划分四个区域; 2)采用并行技术多个方向应用MGEDP模板,分别预测错误值,利用错误反馈信息构建预测误差图像; 3)利用大津算法计算阈值,分类误差图像边缘; 4)细化边缘; 5)合成边缘图像。实验证明:应用并行技术降低了时间复杂度,以中心逐步向四周选择预测参考点避免了误差繁衍,最终得到清晰完整、细节丰富的边缘图像。     

HEVC中Merge模式候选决策的探究和优化

针对Merge模式中存在的运算时间长且计算复杂度高的问题,通过对候选PU的合并过程进行研究,提出了优化的候选决策算法。基于时域候选和空域候选决策算法在不同情况下对当前块的影响程度不同,自适应地改变候选决策列表来减少计算复杂度和提高预测精度。与标准算法相比,该算法在视频序列的PSNR值略有增高、码率减少的情况下,编码时间得到有效减少。而且该算法在提高HEVC编码率失真性能的同时有效降低了计算复杂度。     

划分层次限制的快速帧间预测算法

通用视频编码（Versatile Video Coding,VVC）是正在探索中的下一代视频编解码标准,在新标准的制定过程中,加入了许多新技术,在提升编码性能的同时,增加了编码复杂度。针对这种情况,通过对新标准编码过程中帧间预测单元划分算法的研究发现,在VVC进行帧间单元划分时,进行了多余的更深层次的划分,从而提高了编码复杂度。因此提出了一种划分层次限制的快速帧间预测算法,使单元划分提前结束,避免了多余的划分层次。实验结果表明,新算法在RA配置下,在增加1.58%的压缩率,损失0.036 2的图像失真度的情况下,编码复杂度降低了46.39%,从而验证了优化算法能有效降低编码复杂度。     

基于H.264实时编码的多核并行算法

针对H.264多核实时编码架构,根据编码模块的数据依赖关系,提出基于相邻宏块的并行算法,融合Slice级、宏块行级和相邻宏块级并行算法,实现多粒度并行编码算法,加大了数据并行深度。实验结果表明,该并行编码算法在图像质量几乎不变的情况下能有效提高并行加速比。     

OpenMP数据分布子句自动生成算法

将OpenMP程序扩展到异构多核结构时,非本地存储访问会导致访存开销增加,影响程序性能。针对该问题,引入带数组划分信息的数据分布子句,对数据在异构多核存储系统的布局进行管理,提出一种基于并行循环识别和数组引用模式分析的算法,实现该类子句的自动生成。实验结果表明,自动生成的OpenMP程序包含数据分布子句,具有较好的数据局部性,可降低访存开销,在异构多核系统上获得明显的性能提升。     

H.266/VVC中一种改进的仿射运动估计算法

通用视频编码标准H.266/VVC通过引入多种新的编码技术,如仿射运动补偿预测、自适应运动矢量精度、多核变换等,以支持360°视频和HDR视频的编解码,从而为用户提供最优的视频质量,但是在H.266/VVC帧间预测过程中,仿射运动估计计算复杂度高导致编码时间显著增加。针对该问题,提出一种改进的仿射运动估计算法。通过对仿射高级矢量预测（AAMVP）候选列表的构建过程进行改进,并构建一种AAMVP候选列表候选项筛选准则,使得列表的候选项更接近编码块真实的运动矢量,从而缩短编码时间。同时对仿射运动估计中迭代搜索最优仿射运动矢量的迭代过程进行优化,以加快迭代搜索速度。实验结果表明,在低时延的编码器配置下,相比VVC原始算法,当BD-BR增加了0.023%时,该算法的总体编码时间平均缩短13%,在保证编码质量的前提下能够有效降低编码的计算复杂度。     

AVS编码器Slice并行处理算法研究与实现

介绍了一种基于多slice的并行AVS 实时编码器的算法研究与实现, 基于slice的并行编码的优点是处理速度快、延迟小和数据处理简单,缺点是条纹效应。介绍了一种对基于slice的并行编码带来的条纹效应缺点进行改进的方法。实验结果表明,实现标清AVS 实时编码器是可行的。     

彩色图象的广义分形小波变换压缩算法

基于广义二维分形小波变换,提出了一种新的复合分形小波变换图象编码算法,并将该算法推广到三维彩色空间,实现了彩色图象压缩。同时,提出了一种自适应小波子树分割算法。该算法根据图象局部区域纹理的复杂程度对小波树进行分割,有效地避免了解压缩图象中的分块效应。对彩色图象的实验表明在压缩比相同的情况下。新算法可得到更好的图象效果。     

基于视觉灵敏度分类的IFS自适应图象编码算法

为了提高IFS自适应图象压缩编码方法对不同图象的适应能力,在按人类视觉对比灵敏度分类的基础上,提出了一种进行分形图象IFS自适应压缩编码的新算法,同时定义了广义置信度的概念,并根据MSE误差曲线的广义置信度,确定了基于四叉树结构的分块分形编码过程中的匹配误差门奶。这种自适应门限编码算法不仅克服了传统固定门限IFS编码算法不能很地适应不同复杂程度输入图象的缺点,而且还提高了编码的效率。实验结果证明,此算法不仅可以自动地适应不同的输入图象,而且解码图象的视觉效果良好。     

移动边缘计算不确定性任务持续卸载及资源分配方法

移动边缘计算场景中任务的不确定性增加了任务卸载及资源分配的复杂性和难度.鉴于此,提出一种移动边缘计算不确定性任务持续卸载及资源分配方法.首先,构建一种移动边缘计算不确定性任务持续卸载模型,通过基于持续时间片划分的任务多批次处理技术应对任务的不确定性,并设计多设备计算资源协同机制提升对计算密集型任务的承载能力.其次,提出一种基于负载均衡的自适应策略选择算法,避免计算资源过度分配导致信道拥堵进而产生额外能耗.最后,基于泊松分布实现了对不确定任务场景模型的仿真,大量实验结果表明时间片长度减小能够降低系统总能耗.此外,所提算法能够更有效地实现任务卸载及资源分配,相较于对比算法,最大可降低能耗11.8%.     

基于异构多核SoC的LT码编码硬件化技术研究

对异构多核SoC进行建模分析,将LT编码在异构多核SoC上的实现问题转化为LT码编码子任务在异构多核SoC上的映射问题,并给出了基于遗传算法的任务映射方法。最后基于XILINX ZYNQ-7000异构多核SoC实现了LT码编码器。实验结果表明,所设计的LT码编码器能够 满足不同的性能和资源需求,增加了硬件平台的实用性和应用系统设计的灵活性。