一种基于多核实现的运动估计方法

摘要

本发明属于数字视频信号编解码技术领域，具体为一种基于多核实现的运动估计方法。本发明使用多核处理器处理运动估计，包括多核处理器的任务划分和多核处理器的核间通信；本发明中，利用多核处理器的并行性，将具有复杂运算量的运动估计过程映射到多核处理器上，最后得到运动向量以及块划分模式。本发明可根据使用要求提供不同的快速搜索算法和模式判决准则，以便对编码开销和图像质量进行平衡，适用于最新的视频编码标准，大幅度提高编码速度。本发明在使用16核处理器进行视频编码过程中，相比单核处理器，能够提供8.5倍的加速比。

主权项

1. 一种基于多核实现的运动估计方法，其特征在于使用多核处理器处理运动估计，包括两个部分：多核处理器的任务划分和多核处理器的核间通信；其中：所述多核处理器的任务划分，是指将运动估计算法中串行的流程拆分成并行的流程，并分配到每个处理器核心上；多核处理器任务划分的主要依据是尽可能地提高并行度，同时需要保证每个多核处理器的负担均衡；预测单元的运动估计的多核处理器任务划分包括以下方面：（1）每一种预测单元块划分在一个核内：每个处理器核心完成一种预测单元块的运动估计，预测单元块的运动估计，采用基于模型的快速搜索的算法，运动估计的判别准则采用绝对差值和SAD准则：(1)其中表示参考帧中与原始像素点位移为MV的像素点的值，表示原始参考像素点的值；（2）每一种编码单元划分在一个簇内：簇是若干个多核处理器核心的集合，作为片上网络通信的基本结点；将每一种编码单元划分在一个簇内，便于处理器核的核间通信；（3）每个簇需要一个处理器核心处理核间通信和对运动估计进行模式判决：决定采用何种大小的预测单元和何种大小的编码单元，需要利用拉格朗日率失真优化策略进行最后化模式判决：(2)其中，为原始像素块与参考帧像素块的失真，是拉格朗日乘数，与量化参数有关，是利用该模式进行编码的开销；所述多核处理器的核间通信，是指处理器核心之间的通信，核间通信利用多核处理器的多种层次的通信方式：（1）共享内存通信共享内存通信主要为簇内的处理器核心提供服务；簇内的处理器核心将标志位、运动向量和率失真率存储在共享内存中，负责模式判决的处理器核心利用这些数据做出预测单元的模式判决；（2）包路由通信 对于不同簇的处理器，采用包路由即包交换网络的路由器的通信机制；模式判决所需要的数据传递到包交换网络的路由器，路由器根据目的地和当前网路状态寻找合适路径，将数据传送到其他处理器核心； （3）广播式通信对于簇内的处理器核心，原始像素和参考帧像素只需要一份，被所有处理器核心共享使用；对于不同簇，原始像素和参考帧像素在链路交换网络上通过广播的方式进行传送；在传送过程中，对于重叠的搜索窗口，数据得到进一步的复用。