多标准视频编码器下的运动估计评估-论文.pdf

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1、第40卷第4期计算机工程2014年4月Vbl_40NO．4ComputerEngineeringApril2014-开发研究与工程应用·文章编号：1000—3428(2014)04—0295-06文献标识码：A中图分类号：TPI8多标准视频编码器下的运动估计评估孙公瑾，安虹，范东睿(1．中国科学技术大学计算机科学与技术学院，合肥230027；2．中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室，北京100190)摘要：运动估计是视频编码过程中最为复杂和耗时的阶段。为分析和优化其性能，从多个流行的开

2、源视频编码器中提取出单独的运动估计算法模块，根据视频分辨率和视频内容的不同建立程序输入集，从而构成一套完整的测试程序集合。利用性能分析工具对算法性能和微体系结构性能进行量化分析，给出这些算法在当今主流处理器体系结构上的性能差异。实验结果表明，复杂视频和高分辨率视频下的运动估计算法耗时最长，且大部分算法的指令级并行性没有太大差异。算法最后一级高速缓存的缺失率和分支误预测率都较低，分别在0．01％和7％以下。关键词：视频编码；运动估计；钻石搜索；六边形搜索；视频内容；分辨率；微结构Evaluationof

3、MotionEstimationf0rMulti．standardVideoEncoderSUNGong-jin，ANHong，FANDong—rui(1．SchoolofComputerScienceandTechnology,UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230027，China；2．StateKeyLaboratoryofComputerArchitecture，InstituteofComputingTechnology,Chines

4、eAcademyofSciences，Beijing100190，China)[AbstractlTheMotionEstimation(ME)inthevideocodingisthemostcomplexandtime—consumingoneofalltheprocessingstages．ThispaperextractsalltheMEmodulesfrommultiplepopularopensourcevideocodecsinordertoevaluateandoptimizethei

5、rperformance．Inaddition，acomprehensiveinputdatasetisconstructedfortheseMEalgorithmsconsideringdifferentvideocontentsandresolutions．Aquantitativeanalysisofruntimeeficiencyandmicroarchitecturecharacteristicsaremadeforthesealgorithmsbymeansoftheprofilingto

6、olbasedonhardwareperformancecounter,andtheanalysisexposestheirperformancedifferenceoncurrentmainstreamprocessorarchitecture．Theevaluationresultsshowthatfortheinputofcomplexandhigh-resolutionvideo，theMEwillconsumethemosttime，whiletherearelittledifference

7、betweentheirlowInstructionLevelParallelism(ILP)．ButtheLastLevelCache(LLC)missrateandbranchmispredictionrateofthesealgorithmsareallratherlow,whicharerespectivelyunder0．01％and7％．[Keywordslvideocoding；MotionEstimation(ME)；diamondsearch；hexagonsearch；videoc

8、ontent；resolutionratio；microarchitectureDoI：10．3969／j．issn．1000—3428．2014．04．058段的主要功能是对于当前的编码单元(片、帧或宏块)通过一1概述些有效的图像搜索算法找到一个最优的运动向量和参考图视频编码技术一直被广泛应用于多个重要领域，如媒像。它需要很多的计算和数值比较操作。运动估计的精度体播放器、视频会议、在线视频点播等。编码器的性能特将直接影响到最终的码流文件(被压缩后的文件