基于多线程的cabac并行编码方法

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1、万方数据．．国防科技大学报筮31卷第1期JOURNALOFN．fflONALUNIVERSITYOFDEFENSETFL'I刖OLDGYV01．31No．12009文章编号：1001—2486(2009)01—0099—05基于多线程的CABAC并行编码方法。陈胜刚，孙书为，陈书明(国防科技大学计算机学院，湖南长沙410073)摘要：CABAC(Context-hasedAdaptiveⅨI珥ryArithneticCoding)是H．2641AVC主要档次以上配置中推荐采用的熵编码方法。相比其他的熵编码方法，CABAC能够节省编码码率，但其计算串行性

2、强，不能较好适应片上多核环境。针对这一问题提出了基于多线程的CASAC并行编码方法。大量实验统计表明，该方法负载划分较为均衡，对序列熵编码的单独加速比最高可达1．78。关键词：CABAC；并行化：H．264／AVC中图分类号：麟．1文献标识码：BACABACParallelEncodingMethodforMultithreadingCHENSheng-gang，SUNgm-wei，删轴11-nlirIg(CollegeofComp岫。NationalUniv．ofDefen∞Tedmohgy，Ql咄410073。QIim)AhsWact：Thecon

3、text-basedEElaptivebinmvarithn俩ccoder(CABAC)isthe叩删entropyencodingmethodinthemainpr06h0fH．26MAVC，forit咖offermorebitrate阻viIlgthanotl职锄哪础唱methods．However，highcomputational00删出由andpoorpmnelismmakeitunsuitableforchipmulticoreprocessorsapplication．AnewCABACparallelencodingn冀涮isprop0

4、8edforthemmb】∞IH妯fIg．R础fromexpe概showthatthe严DF涮method咖illdeedi抽i-ikeal脚halarr_划woddo日dpartition舭∞lli咖apeakspeedup西1．78wlHlsoldyapplied．1畸WOrdS：CABAC；parallelism；H．164／AVCH．264／AVC是国际上最新流行的视频编解码标准。为了提高视频编码压缩效率和编码图像质量，H．2洲AVC引入和加强了一系列新技术，这些技术组成了H．264的工具集⋯。CABAC(基于上下文的自适应二进制算术编码)是H

5、．264／AVC主要档次以上的档次中推荐采用的熵编码方式。CABAC能够更加有效地去除语法序列中的表示冗余，据统计，CABAC熵编码的效率可以比CAVLC(Context．baseAdaptiveVariableLengthCoding)高出10％一15％L2J。但是，CABAC计算过程是按二进制bit顺序进行，串行化要求高，导致计算复杂度增大。随着VLSI技术的发展，单片集成晶体管数目已经超过lO亿，hatelTukwih处理器的集成晶体管数目已经达到20亿；单片多核(CMP，ChipMulteomProcessors)也已经成为了微体系结构主流设计

6、方法。要充分发挥CMP的效能，必须提供足够多的并行线程。因此，CABAC编码并行化是硬件体系结构发展的必然要求。1相关工作为了提高CABAC的计算速度，研究者从专用硬件结构和符号并行等方面提出了很多方法。OsorioL23等发现，EQ(EQualIyProbable轴Ms)符号可以与接下来的LPS(1．eastProbabilitySymbd)或者鹏(MostProbabilitySymb01)同时编码，一对EQ符号也可以同时编码。另外，通过降低频率，可以在一个周期编码两个符号，从而提高系统吞吐率。结果发现，系统的最大吞吐率达每周期4个符号。在不采用R

7、DO的情况下，可以完成QCIF、CIF及HD画面的实时编码。Ti髓XH‘43通过利用流水线的方式来减少·收稿日期：2008—07—02基金项目：国家863计划资助项目(2007AA012108)；教育部“高性能微处理器技术”创新团队研究计划项目作者简介：陈胜刚(1粥l一)，男，博士生。万方数据100国防科技大学学报2009年第l期数据相关性，并设计了一种完全支持RDO的上下文存储器管理机制，能够达到每个时钟周期处理一个符号的速度。综合结果显示，在0．13rim的情况下达到620MHz的处理速度，并且比参考设计节省85％的空间。BinGCS]等人把概率更

8、新的步长J『＼『调整到大于1个符号来加速编码。根据对不同的Ⅳ进行的实验发现，在Ⅳ≥2的情况下加