[发明专利]一种VP9解码器并行流水线任务划分方法

说明书

本发明公开了一种VP9解码器并行流水线任务划分方法，该方法根据分级流水线机制来改进目前的VP9解码器方案。先对VP9解码编码树单元需要的熵解码、反量化、反变换、帧内预测、帧间预测、去块滤波以及像素自适应补偿过程进行测量，根据各个过程模块中热点函数运行时间计算模块所占解码时间比例，再将上述控制单元和工作单元按照分级流水线的工作方式交由各个工作单元并行执行得到改进的VP9解码方案。本发明可以更好地保证解码器在执行的过程中每一个模块之间的流水运行，减少空闲等待，从而提高了解码器的运行效率。

技术领域

本发明涉及视频编解码技术，具体涉及VP9解码器流水线改进方法。

背景技术

随着网络通信技术的快速发展，网络视频业务的需求日益增长，网络视频数据占据了互联网数据的绝大部分。2010年，谷歌开始推行WebM工程，致力于开发下一代开放、免授权费的视频压缩标准VP9。2013年2月21日，第一个支持VP9解码技术的谷歌Chroma网页浏览器发布了。

VP9在编码率上较上一代编解码标准VP8和H.264提高了30％～50％，同时也与新一代的标准HEVC不相上下，但是却是以更大的计算量为代价的。因此，优化VP9解码流程成了改善VP9视频编解码技术的一个重要研究方向。

目前，国内外有关于VP9视频编解码的研究工作少之又少，本发明将为VP9解码器提供一种是是可行的优化方案，并且为以后关于最新一代编码标准的技术提供参考。

发明内容

本发明针对VP9解码器现有技术，提出一种VP9解码器并行流水线任务划分方法，具体技术方案如下。

一种VP9解码器并行流水线任务划分方法，其包括如下步骤：

(1)利用热点函数的运行时间来分析VP9解码器中熵解码、反量化、反变换、帧内预测、帧间预测、去块滤波以及像素自适应补偿各阶段的计算量，从而明确每个阶段中最耗时的计算部分；所述热点函数是各阶段中占用运行时间最长的一个或多个函数，包括复杂的计算模块或者重复调用许多次的计算模块；进而得到VP9解码器中熵解码、反量化、反变换、帧内预测、帧间预测、去块滤波以及像素自适应补偿各阶段占整个解码过程的时间比例，为后面的流水线划分提供基础；

(2)对VP9解码器的各个阶段进行拆分和分级流水线分配，根据占整个解码过程的运行时间最长的阶段所进行的运动补偿拆分成并行的三个子模块，去块滤波拆分成两个子模块即垂直方向去块滤波和水平方向去块滤波，形成5级流水线结构，分别是熵解码作为第一级，三个子模块并行的运动补偿为第二级，帧内预测和反量化以及反变换构成第三级，垂直方向去块滤波为第四级，水平方向去块滤波为第五级。

进一步地，步骤(1)所述的利用热点函数的运行时间来分析VP9解码器的各阶段计算量中，通过在程序中埋点来测量热点函数运行时间，根据热点函数的时间来计算VP9解码器中各阶段的运行时间。

进一步地，步骤(2)所述对VP9解码器的各个阶段进行拆分和分级流水线分配中，以熵解码阶段的计算量占整个解码过程的比例作为基准，设计5级流水线，使每一级流水线运行时间相当且均控制在8％到12％之间，流水线无阻塞地运行。

进一步地，步骤(2)所述对VP9解码器的各个阶段进行拆分和分级流水线分配中，将运动补偿拆分成三个并行的子模块：水平方向插值1/2像素点计算模块、垂直方向插值1/2像素点计算模块、1/4像素点计算模块，通过这三个模块的并行计算提高解码效率。

进一步地，步骤(2)所述对VP9解码器的各个阶段进行拆分和分级流水线分配中，将去块滤波拆分成垂直去块滤波和水平去块滤波两个子模块作为两个串行运作的流水级，使这两级的运行时间与前面流水级时间相当，从而提高解码效率使流水线达到分级效果。

与现有技术相比，本发明的优点与积极效果在于：