[发明专利]一种基于GPU的HEVC并行解码方法

权利要求书

1.一种基于GPU的HEVC并行解码方法，其特征在于：包括：

A、GPU对读取的码流文件进行熵解码、重排序和反量化，从而得到变换系数矩阵，同时GPU对获取的码流文件进行解析，从而得到运动矢量以及参考帧；

B、GPU采用HEVC反变换并行算法对变换系数矩阵进行处理，从而得到图像的残差数据，同时GPU采用HEVC运动补偿并行算法，根据运动矢量指向的参考帧位置求取图像的预测像素值；

C、GPU将图像的残差数据与图像的预测像素值依次进行求和、去方块滤波和样本自适应补偿处理，从而得到重建图像，并将重建图像的像素值拷贝到CPU的内存中。

2.根据权利要求1所述的一种基于GPU的HEVC并行解码方法，其特征在于：所述步骤B中GPU采用HEVC反变换并行算法对变换系数矩阵进行处理这一步骤，其包括：

B11、初始化GPU，在GPU上申请用于存储变换系数矩阵和残差数据的设备端全局内存；

B12、对线程的网格大小和线程块的大小进行设定，并根据变换单元的大小为每个变换单元分配相应数量的线程及相应的线程ID号；

B13、读取设备端全局内存上各个变换单元所对应的变换系数矩阵，然后根据线程ID号对每个变换系数矩阵依次进行列并行一维IDCT反变换和行并行一维IDCT反变换，从而得到整个图像块的残差数据；

B14、将计算的各个图像块的残差数据拷贝回CPU内存，得到整个图像的残差数据，然后释放设备端全局内存空间。

3.根据权利要求2所述的一种基于GPU的HEVC并行解码方法，其特征在于：所述步骤B13，其包括：

B131、读取设备端全局内存上各个变换单元所对应的变换系数矩阵；

B132、根据线程ID号对每个变换系数矩阵的各列同时进行一维IDCT反变换，得到变换后的系数矩阵并将变换的结果暂存在线程块的共享内存中；

B133、根据线程ID号对共享内存中变换后的系数矩阵的每一行同时进行一维IDCT反变换，得到残差数据矩阵，并根据残差数据矩阵计算整个图像块的残差数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于GPU的HEVC并行解码方法，其特征在于：所述步骤B中GPU采用HEVC运动补偿并行算法，根据运动矢量指向的参考帧位置求取图像的预测像素值这一步骤，其包括：

S1、初始化GPU，在GPU中申请用来存储帧间预测模式每个像素点对应的运动矢量、参考帧和预测像素值的存储空间；

S2、将运动矢量和相应的参考帧图像拷贝到设备端，同时将参考帧绑定到纹理存储器上；

S3、进行线程配置，为每个预测像素值的处理分配一个线程ID号，在设备端开辟用来存储预测像素值的全局内存空间；

S4、各个线程根据自身的线程ID号和运动矢量指向参考帧的位置同时进行直接纹理读取或插值滤波处理，从而得到各个线程的像素预测值；

S5、将各个线程的像素预测值拷贝回CPU内存，然后释放设备端的全局内存空间。

5.根据权利要求4所述的一种基于GPU的HEVC并行解码方法，其特征在于：所述步骤S4，其具体为：

每个线程根据自身的线程ID号和运动矢量指向参考帧的位置同时进行直接读取或插值滤波处理：若该线程的运动矢量指向的是整像素值位置，则直接读取纹理存储器中该运动矢量所指向的参考帧位置上的像素值，并以读取的像素值作为该线程的像素预测值；若该线程的运动矢量指向的是分像素位置，则根据分像素点的位置选择相应的亮度或色度分像素插值滤波公式进行计算，从而得到该线程的像素预测值。

6.根据权利要求5所述的一种基于GPU的HEVC并行解码方法，其特征在于：所述亮度分像素插值滤波公式为8点插值滤波公式，所述度分像素插值滤波公式为4点插值滤波公式。