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GPU 기반의 MPEG-2 디코더의 구현
Implementation of GPU based MPEG-2 Decoder 원문보기

디지털콘텐츠학회 논문지 = Journal of Digital Contents Society, v.9 no.3, 2008년, pp.371 - 377  

김경수 (한국전자통신 연구원) ,  김홍식 (연세대학교, 전기전자공학과) ,  김정길 (남서울대학교, 컴퓨터학과) ,  박우찬 (세종대학교, 컴퓨터공학과)

초록
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최근 GPU 성능은 CPU 성장 속도에 비하여 급속도로 증가하고 있으며 계산이 많이 요구되는 다양한 응용 프로그램에서 GPU를 이용하려는 시도가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 GPU 프로그래밍 언어인 CG를 이용하여 MPEG-2 디코더를 구현하였다. 제안된 방법은 텍스쳐 데이터를 사용하여 비디오 표준에 맞춘 블록 렌더링을 하는 방식이며, 이는 스트림 프로세싱 구조인 GPU의 파이프라인을 이용하여 높은 병렬성을 가지고 실행된다. 또한 시스템 메모리와 GPU 사이의 데이터 대역폭을 줄이기 위해 그래픽 카드의 지역 메모리를 사용한다. 제안한 방법을 적용한 결과 CPU 보다 2배 이상의 성능 향상을 볼 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently the performance of GPU is increasing much faster compared to GPU and GPU is used for various application programs. In this paper, MPEG-2 Decoder is implemented based on a GPU programming language, CG. The proposed methodology is to perform block rendering with texture data according to vide...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 구현 된 비디오 코덱 모듈 중 시스템 구현 시 가장 좋은 성능을 발휘하는 모듈을 판단하기 위해 실험을 수행하였다. <표 1>은 320x240 영상에 대한 각 모듈의 실험 결과를 나타낸 것이다.
  • 본 논문에서는 현재 발표된 쉐이더 프로그램을 이용한 비디오 디코더 관련 논문들 중 가장 좋은 성능을 가진 알고리즘을 조합하고 본 논문에서 구축한 환경에 맞도록 수정하여 MPEG-2 디코더를 구현하였다. 또한, MPEG 표준을 만족하는 MC 와 CSC에 대해서는 구현 방법이 구체적으로 제시된 자료를 발견하지 못했으며, 본 논문에서는 쉐이더에 적합한 방식을 제시하고 이를 구현하였다. GPU의 로컬 메모리를 사용하기 위하여 핑퐁(pingpong)소스[5]를 이용하여 내부 메모리 버퍼인 P-버퍼(P-buffer)를 이용할 수 있는 GPU 프로그램 환경을 구축하였다.
  • 본 논문에서는 현재 발표된 쉐이더 프로그램을 이용한 비디오 디코더 관련 논문들 중 가장 좋은 성능을 가진 알고리즘을 조합하고 본 논문에서 구축한 환경에 맞도록 수정하여 MPEG-2 디코더를 구현하였다. 또한, MPEG 표준을 만족하는 MC 와 CSC에 대해서는 구현 방법이 구체적으로 제시된 자료를 발견하지 못했으며, 본 논문에서는 쉐이더에 적합한 방식을 제시하고 이를 구현하였다.

가설 설정

  • 1) GPU에서 VLD를 수행한 데이터가 이동된다.
  • 2) 기본 IDCT 베이스 이미지는 2D-텍스쳐 이미지 형태로 GPU의 로컬 메모리에 저장된다. 이때 P-버퍼를 이용해서 이 데이터를 저장한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
역양자화의 수행 단계는 어떤 과정으로 이루어지는가? 1) 정점의 어트리뷰트 중 컬러 정보를 이용하여 CPU에서 정렬한다. 이때 0이 아닌 데이터만 컬러 정보에 저장한다. 2) 정점 정보를 정점 쉐이더를 이용하여 프로그램한다. 이때 정점의 개수가 고정 되어 있지 않기 때문에 많이 사용 되어지는 개수에 맞추어 프로그램을 작성한다. 3) 계산된 정보를 텍스쳐의 좌표를 이용하여 저장한다.
glColor()함수의 장점은 무엇인가? glColor()함수를 사용하여 데이터를 정렬하였으며, 이때 R,G,B,A 4개의 채널을 이용 가능하다. 이것은 glVertex()를 사용하는 것에 비해 CPU와 GPU사이에 메모리 대역폭을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.
동작보정은 무엇인가? 이 절에서는 IDCT의 결과로 저장되어 있는 2D-텍스쳐를 이용한 동작 보정방법에 대해서 설명한다. 동작보정은 모션벡터를 이용하여 현재 블록과 참조 영상에 대한 덧셈을 계산하여 최종 영상을 구하는 방법이다. CPU는 픽셀 쉐이더의 상수 레지스터에 모션 벡터를 저장한다.
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