[发明专利]一种基于并行计算的自适应环路滤波方法

摘要

本发明提出了一种基于并行计算的自适应环路滤波方法，使用的并行计算主要是基于CUDA的GPU设备的多线程流水线并行方式。本发明通过深入研究视频编解码标准AVS2中原有的自适应环路滤波算法，发现在滤波处理中对像素的处理具有一定的独立性和低耦合度，这些特点非常适合于在GPU设备上进行处理，进而充分发挥GPU设备的多线程流水线并行的特点。然后，通过修改相关处理流程，并运用GPU设备能够解决复杂计算问题的特性，采用CUDA技术重新设计，使得自适应环路滤波算法能够在GPU设备上运行。进而得到较高的加速比，提高自适应环路滤波效率，以此来提高整个编解码器的运行速度和相关性能指标。

主权项

1.一种基于并行计算的自适应环路滤波方法，其特征在于，采用CUDA技术，并使用CPU+GPU的混合架构，CPU设备负责滤波流程的控制，GPU设备负责滤波过程中相关数据的计算，所述计算包括以下步骤：S1：对进行自适应环路滤波的CPU和GPU中的相关变量进行初始化；S2：CPU统计样本数据；具体包括：CPU通过核函数调用GPU统计样本数据，包括边界统计、亮度统计和色度统计；所述边界统计包括计算最大编码单元数量、计算最大编码单元长宽信息、统计最大编码单元右上角的坐标、统计最大编码单元周围邻块信息；边界统计首先根据当前视频帧的宽高属性计算出最大编码单元的数量；然后，以最大编码单元数量为并行线程数量，每个线程分别计算一个最大编码单元的位置信息，位置信息包括最大编码单元的宽高属性、位置坐标、邻块信息；S3：CPU通过核函数调用GPU进行最大编码单元位置信息计算和图像相关矩阵统计，并将统计数据写回到CPU；S4：CPU根据统计数据设置最大编码单元的环路自适应滤波标志位，所述环路自适应滤波标志位为on或off两个取值；S5：CPU通过核函数调用GPU进行滤波系数求解，并将数据写回到CPU；S6：在CPU设置当前图像的环路自适应滤波标志位；S7：CPU通过核函数调用GPU对重建图像进行环路自适应滤波；S8：在CPU上，将滤波系数和环路自适应滤波标志位写入码流。