【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于并行加速视频编码领域，具体涉及一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法。
技术介绍
1、随着数字视频的应用不断增长，视频编码技术变得至关重要。视频编码技术是将视频信号进行压缩处理的算法，其主要技术目标在于保持尽可能高的视觉质量的同时减小视频数据的体积，从而节省带宽和存储空间，并提高传输和处理的效率。在视频编码中，宏块分析是一个关键步骤，它涉及到对视频帧进行分析和处理，以提取并表示图像中的运动信息。传统的宏块分析方法在处理复杂的视频序列时面临着计算量大、处理速度慢的挑战，在典型的视频编码过程中，宏块的运动估计耗时通常占比超过70％，对于清晰度更高的视频，这一耗时会更高，因此，对宏块运动估计的优化显得尤为重要。
2、并行化计算设备如今已逐渐普及，其具有高度并行的处理能力，能够同时执行大量的计算指令。通过将视频编码中的关键计算任务分配到并行化计算设备上的多个计算核心上，并行化编码方法可以显著提高宏块分析的速度和效率。通过并行化计算设备的协同工作，在保持编码质量的前提下，加速视频编码处理，实现更高效的视频传输和存储。然而，基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法仍面临一些挑战。其中包括并行化算法设计、数据传输和同步、编码质量控制等方面的问题。因此，有需要提出一种新颖且有效的基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，以解决现有方法的限制，并提高视频编码的效率和质量。
技术实现思路
1、本专利技术公开了一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，
2、为达到上述目的，本专利技术提供技术方案如下：
3、一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，包括以下步骤：
4、步骤(1)：对输入视频数据进行帧分割和宏块划分；
5、步骤(2)：基于步骤(1)得到的帧与宏块信息，利用并行化计算设备，对每个宏块进行并行分析，以宏块级别并行完成帧间运动估计，得到每个宏块的运动矢量；
6、步骤(3)：根据步骤(2)生成的每个宏块的运动矢量形成的运动矢量组，进行重建编码，输出编码后的视频文件。
7、进一步地，所述的步骤(1)包括：
8、步骤(1.1)：读入需要编码的视频图像文件；
9、步骤(1.2)：根据读入的视频图像文件逐帧生成帧数据结构体，并根据视频编码标准确定帧类型；
10、步骤(1.3)：选定当前帧，根据视频编码标准以及帧类型确定其编码方式，并进行宏块划分，生成或者更新参考帧列表。
11、进一步地，所述的步骤(2)包括：
12、步骤(2.1)：在并行化计算设备中初始化用于存储宏块的重建数据的缓存区；
13、步骤(2.2)：将当前帧信息写入至并行化计算设备的缓存区，更新参考帧信息；
14、步骤(2.3)：基于步骤(2.2)写入的当前帧信息和参考帧信息，进行宏块级别的并行运动估计，得到每个宏块的运动矢量，进而形成当前帧的运动矢量组；
15、步骤(2.4)：将运动矢量组发送回主处理器用于重建编码。
16、进一步地，所述的步骤(3)包括：
17、步骤(3.1)：基于当前帧的运动矢量组进行残差计算和重建，生成重建后的视频帧；
18、步骤(3.2)：将重建后的视频帧进行量化处理，并对量化系数进行熵编码，生成编码后的数据流；
19、步骤(3.3)：根据编码后的数据流和位率控制策略，调整编码参数和压缩比率以满足指定位率要求；
20、步骤(3.4)：将满足指定位率要求的编码后的数据流组装成视频文件格式并输出。
21、进一步地，步骤(2)所述的并行化计算设备采用计算图形处理单元gpu、或通用并行处理器gpp。
22、进一步地，所述的视频编码标准包括h.264、h.265、hevc、vp9。
23、本专利技术的有益效果在于：
24、本专利技术实现了一种宏块级别并行编码，在加速视频编码的同时兼顾了视频编码的质量。由于并行化计算设备的并行处理能力，本专利技术能够充分利用计算资源，同时处理多个宏块的分析和编码，从而减少了处理时间和延迟。相较于未进行并行优化的编码流程，本专利技术所提出的并行优化方式提高了编码速度，且几乎未引入额外的视频编码损失。通过提高编码速度、保持良好的编码质量、兼容多种编码标准以及节省计算资源和能源，本专利技术为视频编码领域带来了显著的技术优势。
25、更快的编码速度：本专利技术利用并行化计算设备，如通用计算图形处理单元(gpu)，实现了对宏块分析和编码处理的高效并行计算。相较于传统的串行编码方法，本专利技术大幅度提高了编码速度，使得视频编码过程更加快速和高效。
26、良好的编码质量：本专利技术基于h.264标准和宏块级别的并行化计算，有效地提取和利用运动信息，进行残差计算和重建，并实现了高效的量化和熵编码。由于并行化计算设备的优化设计和合理的数据处理策略，本专利技术能够保持和串行编码相近的编码质量，实现视频的高保真度和视觉体验。
27、兼容性和通用性：本专利技术的并行化编码方法具有较高的兼容性，适用于多种视频编码方式，包括但不限于h.264、h.265、vp9等。它可以适应不同的视频编码标准和应用需求，为视频编码领域的技术发展提供了灵活的解决方案。
28、总的来说，本专利技术兼顾了视频编码的效率和质量，实现了高质量输出情形下的并行加速编码。
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1.一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，其特征在于，所述的步骤(1)包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，其特征在于，所述的步骤(2)包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，其特征在于，所述的步骤(3)包括：
5.根据权利要求1或2所述的一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，其特征在于，步骤(2)所述的并行化计算设备采用计算图形处理单元GPU、或通用并行处理器GPP。
6.根据权利要求2所述的一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，其特征在于，所述的视频编码标准包括H.264、H.265、HEVC、VP9。
【技术特征摘要】
1.一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，其特征在于，所述的步骤(1)包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于并行化计算设备加速宏块分析的视频编码方法，其特征在于，所述的步骤(2)包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于并行化计算设备加速宏块分析的...
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