专利名称：Mpeg-4视频并行编码中的形状自适应的启发式数据划分方法
技术领域：
本发明涉及视频数据压缩中的并行编码领域，特别涉及MPEG-4视频并行编码中的一种形状自适应启发式数据划分方法。
背景技术：
目前，视频并行编码中的数据划分一般采取传统的数据划分方式，但传统的数据划分方式容易造成处理器负载严重不均(图4)；由于MPEG-4具有基于形状编码的特点，一些研究人员提出了基于形状的数据划分方式(图3)，这种方式在计算VOP中需编码宏块的数目后，直接将宏块按顺序平均分配给相应的处理器，这种方式所划分出的数据子区域形状各异，需要各个处理器存储大量的重叠数据，因此加重了处理器的负担。整个系统的性能也因此降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种启发式的数据划分方法，该方法不仅能使各处理器的负载基本均衡，还使得所需存储的重叠数据最少，从而整个系统的性能有所提高。
为实现上述目的，MPEG-4视频并行编码中的形状自适应的启发式数据划分方法包括步骤根据处理器的互连方式，选择采用启发式的数据划分算法1或启发式的数据划分算法2；并根据相应算法确定的规则，启发式地将VOP数据划分成与处理器数目相同的多个子区域。
本发明根据MPEG-4基于形状编码的特点，采用启发式的数据划分方法，优化VOP数据在各处理器的分配，使各个处理器间的负载相对平衡，且所需存储的重叠数据最少，降低数据传递的时间，以提高整个视频并行编码系统的效率。
图1是本发明算法1的划分结果；图2是本发明算法2的划分结果；图3是基于形状的数据划分结果；图4是传统数据划分结果。
具体实施例方式
本发明所采用的技术方案是根据处理器的互连方式，采用不同的启发式的数据划分算法。
首先，假设可用于VOP编码的处理器共有T个，则对于需数据划分的区域，以该区域的宏块行或宏块列作为数据划分的最小单位，使得划分出的两个区域均为矩形，且所包含的需编码的宏块数目的比例最接近于T/2∶T/2+1(T为奇数)或T/2∶T/2(T为偶数)，然后再对划分出的区域继续执行该算法，直至每一个处理器都被划分给一块区域进行并行编码处理。这样，该算法所划分出的各个区域中所需编码的宏块数目基本相同，且整个系统所需存储的重叠数据最少。
若处理器采用总线方式相连，采用算法1，结果如图1所示，具体过程如下1、根据ALPHA平面信息，由数组MB
存储该VOP中标准宏块和边界宏块的分布，其中值1表示为需编码宏块(包含标准宏块和边界宏块)，值0表示为透明宏块。由图1知，总的需编码宏块的数目为32。可用的处理器为P
，T＝8；2、由于列2，3，4为空白列，连续空白列的数目超过了规定的阈值，所以根据空白列进行划分，整个VOP划分为以列2，3，4等为界划分为两个部分A和B，两侧需编码的宏块数目比例为7∶9，则9个处理器以4∶5的比例分别用以处理相应的子区域A和B。其中P
用以处理子区域A，P[4..8]用以处理子区域B
3、将区域A和B缩为紧密矩形4、对区域A进行类似划分，直至每个划分的区域都分配给一个处理器5、对区域B进行类似划分，直至每个划分的区域都分配给一个处理器若处理器以2维网格方式互联，采用算法2，如图2所示，过程如下1、同算法1，其中tm＝3，tn＝3，可用的处理器为P
。
2、由于列0，1与剩下的列中的需编码宏块数目比例为7∶9，是最接近于1∶2的，所以在列1和列2处将整个区域划分为两个子区域A和B(注意连续空白列的数目未超过其阈值，所以没有根据空白列进行划分)。其中P
用以处理子区域A，P[1..2]
用以处理子区域B。
3、将区域A和B缩为紧密矩形4、tm＝0，tn＝0..2，对区域A进行水平划分，a)由于在本区域中，行0，1中的需编码宏块的数目与剩下的行中需编码宏块数目的比例为1∶2，所以在行1与行2间将区域A划分为区域C和D。
b)对于区域C，tm＝0，tn＝0，划分完成，由处理器P00处理区域Cc)对于区域D，tm＝0，tn＝1..2，；由于tn＞tm，进行水平划分。由于行2和行3中需编码宏块的数目与剩下的行中需编码宏块的数目接近于1∶1，所以在行3和行4间将区域D划分为子区域E和F。
d)对于子区域E，由于tm＝0，tn＝1，由P01负责处理；对于子区域F，tm＝0，tn＝2，由P02负责处理。至此，区域A的划分完成5.tm＝1..2，tn＝0..2，对区域B进行水平划分。过程同上。
表1为形状自适应的启发式数据划分算法与原有划分算法比较结果。
表1 划分算法的比较结果
权利要求
1.一种MPEG-4视频并行编码中的形状自适应的启发式数据划分方法，包括步骤根据处理器的互连方式，选择采用启发式的数据划分算法1或启发式的数据划分算法2；并根据相应算法确定的规则，启发式地将VOP数据划分成与处理器数目相同的多个子区域。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于当处理器为总线方式互连，所述启发式的数据划分算法1包括步骤根据可用于编码本区域的处理器个数T，将VOP数据垂直或水平地划分为两个子区域，两个子区域所包含的需编码的宏块数目的比例最接近于T/2∶T/2+1(T为奇数)或T/2∶T/2(T为偶数)；再把每个子区域递归划分为2个更小的区域；直至每个子区域所分配给的处理器数目为1。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于当处理器为2维网格方式互连，所述启发式的数据划分算法2包括步骤根据处理器的布局，将VOP数据启发式的交替划分为与处理器数目相同的多个子区域，但当用于处理本区域的处理器阵列的行数大于列数时，该区域选择水平划分，反之，就选择竖直划分；完全划分后的子区域的分布与处理器阵列的分布基本相同。
全文摘要
一种MPEG－4视频并行编码中的形状自适应的启发式数据划分方法，包括步骤根据处理器的互连方式，选择采用启发式的数据划分算法1或启发式的数据划分算法2；并根据相应算法确定的规则，启发式地将VOP数据划分成与处理器数目相同的多个子区域。本发明根据MPEG－4基于形状编码的特点，采用启发式的数据划分方法，优化VOP数据在各处理器的分配，使各个处理器间的负载相对平衡，且所需存储的重叠数据最少，降低数据传递的时间，以提高整个视频并行编码系统的效率。
文档编号H04N7/26GK1482808SQ02143130
公开日2004年3月17日 申请日期2002年9月13日 优先权日2002年9月13日
发明者宁华, 李锦涛, 黄晁, 林守勋, 宁 华 申请人:中国科学院计算技术研究所