H265/HEVC中采用了波前并行處理(WPP)算法來進(jìn)行CTB級(jí)的并行，對(duì)于CABAC熵編碼，當(dāng)entropy_coding_sync_enabled_flag為1時(shí)，CABAC上下文模型會(huì)在每一行的結(jié)尾處進(jìn)行更新，這使得熵編碼和熵解碼的CTB級(jí)并行成為可能，當(dāng)進(jìn)行波前并行處理時(shí)，多行CTB被分別送到不同的運(yùn)算單元中進(jìn)行處理，但是由于相鄰CTB之間的依賴性，這些運(yùn)算單元不能同時(shí)開始運(yùn)行，除了解碼第一行CTB的線程外，每一個(gè)線程都要比上一個(gè)線程落后兩個(gè)CTB進(jìn)行解碼，這也就意味著所有的運(yùn)算單元不可能同時(shí)結(jié)束，這會(huì)造成并行效率的降低，尤其時(shí)當(dāng)運(yùn)算單元數(shù)較多的時(shí)候更為明顯。

盡管在線程數(shù)量較多的時(shí)候，CTB級(jí)別的并行的效率有所降低，但是CTB級(jí)并行處理相對(duì)于其它并行方式還是有很多的優(yōu)點(diǎn)，首先CTB級(jí)并行有較好的擴(kuò)展性，隨著圖像分辨率的增加，CTB級(jí)并行的線程數(shù)也可以很方便的增加，其次，相對(duì)于其它層級(jí)的并行方式，CTB級(jí)并行的線程數(shù)也可以更好的實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，由于分配給各個(gè)運(yùn)算單元的數(shù)據(jù)信息量是較少的，因此各運(yùn)算單元的運(yùn)算時(shí)間不會(huì)有太大的差異，因此很容易實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

然而CTB級(jí)的并行也存在一些缺點(diǎn)，首先是熵解碼的上下文模型更新的問題，在進(jìn)行熵解碼之前，CTB單元是無法區(qū)分的，因此必須先進(jìn)行熵解碼，再進(jìn)行之后的圖像處理，但是CABAC熵解碼的概率模型需要參考從上一個(gè)更新點(diǎn)以后所有的碼流信息，而我們無法保證在每一行CTB的開頭都有一個(gè)更新點(diǎn)，這樣波前并行處理算法就無法在CABAC熵解碼部分實(shí)現(xiàn)，我們只能分別進(jìn)行熵解碼和并行處理，根據(jù)CABAC上下文模型的更新位置，我們可以確定CTB級(jí)并行的起始位置。如果CABAC上下文模型在Slice開頭處更新，那么我們就可以將該Slice送入并行過程，該Slice的不同CTB行被交給不同的運(yùn)算單元，利用波前并行處理算法進(jìn)行解碼，直到該Slice的解碼結(jié)束。

其次是CTB級(jí)并行無法保證輸出碼率的穩(wěn)定性，根據(jù)波前并行處理算法，在并行處理開始時(shí)，滿足依賴關(guān)系可以進(jìn)行解碼的CTB數(shù)目是較少的，碼率較低。隨著解碼的進(jìn)行，越來越多的運(yùn)算單元啟動(dòng)，碼率開始增大，直到達(dá)到最大值，在解碼 達(dá)到尾聲時(shí)，解碼運(yùn)算單元又會(huì)逐個(gè)終止，這樣碼率優(yōu)惠逐漸減小到0，這樣以來，CTB級(jí)并行處理就無法達(dá)到恒定的碼率，而且還會(huì)造成并行效率的下降。

針對(duì)上述問題，人們提出了一種叫做重疊波前并行的方法，來減少并行過程中由于線程增加和減少所帶來的并行效率下降。在最初的波前并行算法當(dāng)中，如果一個(gè)運(yùn)算單元處理完一行CTB之后，在當(dāng)前圖像中在整幅圖像解碼完成之前，該運(yùn)算單元會(huì)一直處于等待狀態(tài)，之后，對(duì)于下一幅圖像，波前并行算法會(huì)重新開始，而在重疊波前并行算法中，在圖像的運(yùn)動(dòng)矢量足夠小的情況下，一個(gè)運(yùn)算單元處理完一行CTB之后，如果當(dāng)前圖像中沒有剩余的CTB行可以交給它進(jìn)行處理，該運(yùn)算單元可以直接開始對(duì)下一幅圖像的處理而不用等待整幅圖像解碼的完成。

共有6個(gè)運(yùn)算單元來對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行波前處理，當(dāng)線程T4完成對(duì)分配給它的CTB行的解碼后，會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前圖像中已經(jīng)沒有滿足條件的提前運(yùn)動(dòng)矢量要足夠小，對(duì)于前一幅圖像，前4行CTB時(shí)解碼完成了的，因此它們可以作為后幅圖像的參考，后幅圖像的最大運(yùn)動(dòng)矢量不能超出這4行CTB的范圍，否則可能會(huì)導(dǎo)致后幅圖像解碼時(shí)缺少參考信息。重疊波前并行處理不能完全使得并行解碼時(shí)的線程數(shù)恒定，但是它可以較為有效的解決由于線程數(shù)增加和減少所帶來的并行效果下降的問題。

						T5
				T6
		T2

從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上來看，CTB級(jí)并行和Tile級(jí)的并行可以是同時(shí)實(shí)現(xiàn)的，可以將一幅圖像劃分為4個(gè)Tile，每個(gè)Tile交給一組運(yùn)算單元來處理，而每組運(yùn)算單元按照CTB級(jí)并行的方式可以并行處理3行CTB，這在理論上來說是比單純進(jìn)行CTB級(jí)并行或者Tile級(jí)并行效率更高。但是同時(shí)實(shí)現(xiàn)將會(huì)造成線程數(shù)大幅增加，復(fù)雜度和碼率都會(huì)急劇上升。過多的運(yùn)算單元之間進(jìn)行通信將會(huì)占用較多的資源，而且，就每個(gè)運(yùn)算單元來看，其所分到的數(shù)據(jù)信息量將會(huì)很少，負(fù)載均衡難以實(shí)現(xiàn)，利用率降低，因此H265/HEVC中沒有提出CTB級(jí)和Tile級(jí)同時(shí)并行的方案。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的hevc CTB并行的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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