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Optimisation d’algorithmes de codage vidéo sur des plateformes à plusieurs processeurs parallèles

Franche, Jean-François (2011). Optimisation d’algorithmes de codage vidéo sur des plateformes à plusieurs processeurs parallèles. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

H.264 est le standard de codage vidéo le plus récent et le plus puissant. Ce standard permet, par rapport à ses prédécesseurs, d’augmenter le taux de compression par un facteur d’au moins deux, mais au prix d’une complexité plus élevée. Pour réduire le temps d’encodage, plusieurs encodeurs H.264 utilisent une approche parallèle. Dans le cadre de ce travail de recherche, notre objectif premier est de concevoir une approche offrant une meilleure accélération que l’approche implémentée dans l’encodeur H.264 d’Intel livré en code d’exemple dans sa librairie IPP.

Nous présentons notre approche d’encodage vidéo parallèle multi-trames et multi-tranches (MTMT) et ses modes d’estimation de mouvement qui offrent un compromis entre l’accélération et la perte de qualité visuelle. Le premier mode, le plus rapide, mais dégradant le plus la qualité, restreint la région de recherche de l'estimation de mouvement à l'intérieur des limites de la tranche courante. Le second mode, moins rapide, mais dégradant moins la qualité que le premier, élargit la région de recherche aux tranches voisines, quand les tranches de référence y correspondant ont été traitées. Le troisième mode, moins rapide que le second, mais dégradant moins la qualité, rend une tranche prête à l'encodage seulement quand les tranches de référence couvrant la région de recherche ont été traitées.

Nos expériences montrent que le premier mode de notre approche offre une accélération moyenne environ 55 % plus élevée que celle obtenue par l’approche d’Intel. Nos expériences montrent aussi que nous obtenons une accélération comparable à celle obtenue par l’état de l’art sans l’inconvénient de forcer l’utilisation des trames B. De plus, notre approche s’implémente rapidement dans un encodeur H.264 qui, comme l’encodeur H.264 d’Intel, est basé sur une approche multi-tranches.

Titre traduit

Algorithms optimization for video coding on multi-platform parallel processors

Résumé traduit

H.264 is the most recent and efficient standard for video compression. This standard increases the compression ratio of its predecessors, by a factor of at least two, but at the cost of higher complexity. To reduce the encoding time, several H.264 encoders use a parallel approach. In this project, our primary objective is to design an approach that offers better acceleration than the parallel approach implemented by Intel in their H.264 encoder, delivered as sample code in the IPP library.

We present our multi-frame, multi-slice parallel video encoding approach and its motion estimation modes that offer various tradeoffs between acceleration and visual quality loss. The first mode, the fastest and the one that affects quality the most, performs motion estimation within the limits of the current slice. The second mode, slower than the first but offering better video quality, extends motion estimation to neighboring reference slices which have already been processed. The third mode, slower than the second, but providing even better quality, processes a slice only when all its reference slices have been processed.

Our experiments show that the first mode of our approach provides an average acceleration which is higher by about 55% than that obtained by the Intel approach. They also show that we obtain accelerations comparable to those obtained by state-of-the-art approaches, but without the disadvantage of having to use bidirectional frames. Furthermore, our approach can be implemented quickly in an H.264 encoder, which, like Intel’s, is based on a multislice approach.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie". Bibliogr. : f. [152]-156.
Mots-clés libres: Vidéo. Codage. Algorithmes parallèles. Optimisation mathématique. encodage, h.264intel, norme, plateforme, processeur multicoeur
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Coulombe, Stéphane
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 18 févr. 2013 17:15
Dernière modification: 20 févr. 2017 22:09
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1130

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