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멀티코어 시스템을 위한 멀티스레드 H.264/AVC 병렬 디코더
Multi-Threaded Parallel H.264/AVC Decoder for Multi-Core Systems 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.47 no.11 = no.401, 2010년, pp.43 - 53  

김원진 (한양대학교 전자컴퓨터공학과) ,  조걸 (한양대학교 전자컴퓨터공학과) ,  정기석 (한양대학교 융합전자공학부)

초록
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고해상도의 동영상 서비스가 보편화 되면서 동영상을 빠르게 처리를 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 멀티코어 프로세서의 사용이 증가하고 멀티코어 시스템에서 H.264/AVC 디코더를 구현하기 위하여 다양한 병렬화 방법이 제안되고 있다. 하지만 H.264/AVC 디코더를 병렬화 하는 경우, 각 스레드에서 처리하는 데이터의 처리 시간 차이로 인하여 지속적으로 스레드의 동기를 확인해야 하는데, 이는 병렬화를 통한 디코더의 성능 향상의 걸림돌이 된다. 이러한 병렬화 과정에서 발생하는 문제점을 해결하기 위해 우리가 제안하는 Multi -Threaded Parallelization(MTP) 방법은 프레임을 매크로 블록 묶음으로 나누어 병렬화 한다. 그리고 병렬화 과정에서 스레드를 처리하는 방법을 개선하고, 메모리를 재사용함으로써 디코더의 성능을 향상 시켰다. 본 논문에서는 FFmpeg H.264/AVC 디코더를 인텔 쿼드 코어 기반의 멀티코어 시스템에서 멀티 스레드로 구현하여 실험이 진행되었다. 그 결과, MTP 방법을 적용하여 병렬화 방법 적용하지 않은 H.264/AVC 디코더와 비교하여 최대 53%의 성능향상을 보였으며, 2Dwave 병렬화 방법의 메모리 사용량에 비해 HD 영상에서 65%, FHD 영상에서 81%의 메모리 사용량을 줄 일 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Wide deployment of high resolution video services leads to active studies on high speed video processing. Especially, prevalent employment of multi-core systems accelerates researches on high resolution video processing based on parallelization of multimedia software. In this paper, we propose a nov...

주제어

#H   #264/AVC   #parallel processing   #decoder   #frame partitioning  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
H.264/AVC 디코더를 병렬화할 때 어떠한 문제점이 발생하는가? 하지만 H.264/AVC 디코더를 병렬화 하는 경우, 각 스레드에서 처리하는 데이터의 처리 시간 차이로 인하여 지속적으로 스레드의 동기를 확인해야 하는데, 이는 병렬화를 통한 디코더의 성능 향상의 걸림돌이 된다. 이러한 병렬화 과정에서 발생하는 문제점을 해결하기 위해 우리가 제안하는 Multi -Threaded Parallelization(MTP) 방법은 프레임을 매크로 블록 묶음으로 나누어 병렬화 한다.
H.264/AVC란? 대표적으로 H.264/AVC는 현존 하는 가장 압축률이 우수한 성능의 비디오 부호화 표준으로, 디지털 방송, 멀티미디어 플레이어, 화상회의 등 멀티미디어 서비스 분야에서 많이 사용되고 있고 다양한 연구가 이루어지고 있다. H.
어떠한 문제점으로 인해 새로운 H.264/AVC 디코더 병렬화 방법이 필요한가? 대표적인 H.264/AVC 디코더 병렬화 방법으로 태스크 레벨 병렬화 방법과 데이터 레벨 병렬화 방법이 있다. 태스크 레벨 병렬화 방법은 하나의 작업을 여러 개의 작업으로 나누어 각 스레드에서 각각을 수행하는 방법이다. 그리고 데이터 레벨 병렬화 방법은 H.264/AVC 데이터를 병렬화가 가능하도록 나누어 여러 스레드에서 동시에 처리하는 방법이다. 그런데 태스크 레벨 병렬화 방법은 H.264/AVC 디코더의 기능 별로 처리 시간 다르기 때문에 성능 향상에 어려움이 있다. 그리고 데이터 레벨 병렬화 기법은 H.264/AVC의 데이터 의존성을 지키면서 병렬화를 진행해야 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 새로운 H.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (17)

  1. ITU-T Recommendation H.264, SERIES H: AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS Infrastructure of audiovisual services- Coding of moving video, May 2003. 

  2. ISO, Information Technology-Coding of Audio-Visual Objects, Part10-Advanced Video Coding, ISO/IEC 14496-10. 

  3. Thomas Wiegand, Gary J. Sullivan, Gisle Bjontegaard, and Ajay Luthra, Senior Member, "Overview of the H.264/AVC Video Coding Standard", IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, vol. 13, no. 7, pp. 560-576, July 2003 

    상세보기

  4. Michael Horowitz, Anthony Joch, Faouzi Kossentini, and Antti Hallapuro, "H.264/AVC Baseline Profile Decoder Complexity Analysis," IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, vol. 13, no. 7, pp. 704-716 July 2003. 

    상세보기 crossref

  5. E. van der Tol, E. Jaspers, and R.Gelderblom, "Mapping of H.264 decoding on a multiprocessor architecture," Image and Video Communications and Processing, pp.707-718, May, 2003. 

  6. A. Rodriguez, A. Gonzalez, and M. P. Malumbres, "Hierarchical parallelization of an h.264/avc video encoder," in Proc. Int. Symp. on Parallel Computing in Electrical Engineering, 2006, pp. 363？368. 

  7. M. Roitzsch, "Slice-Balancing H.264 Video Encoding for Improved Scalability of Multicore Decoding," in Work-in-Progress Proceedings of the 27th IEEE, 2006 

  8. Klaus Schomann, Markus Fauster, Oliver Lampl, Laszlo Boszormenyi, "An Evaluation of Parallelization Concepts for Baseline-Prole Compliant H.264/AVC Decoders," in Lecture Notes in Computer Science. Euro-Par 2007 Parallel Processing, August 2007. 

  9. J. Chong, N. R. Satish, B. Catanzaro, K. Ravindran, and K.Keutzer,"Effcient parallelization of h.264 decoding with macro block level scheduling," in 2007 IEEE International Conference on Multimedia and Expo, July 2007. 

  10. J. Hoogerbrugge and A. Terechko, "A Multithreaded Multicore System for Embedded Media Processing," Transactions on High- Performance Embedded Architectures and Compilers, vol. 3, no. 2, pp.168-187, June 2008. 

  11. Kosuke Nishihara, Atsushi Hatabu, Tatsuji Moriyoshi, "Parallelization of H.264 video decoder for embedded multicore processor," In Proceedings of ICME'2008. pp.329-332 

  12. A. Azevedo, C. Meenderinck, B. Juurlink, A. Terechko, J. Hoogerbrugge, M. Alvarez, and A. Rammirez, "Parallel H.264 Decoding on an Embedded Multicore Processor," in Proceedings of the 4th International Conference on High Performance and Embedded Architectures and Compilers-HIPEAC, Jan 2009. 

  13. Subbarao Palacharla, Norman P. Jouppi and James E.Smith. "Complexity-E ective Superscalar Processors," In 24th International Symposium on Computer Architecture, pp. 206-218, June 1997. 

  14. M.S.Lam, "Software Pipelining: An Effective Scheduling Technique for VLIW Machines," in Proc. of the SIGPLAN'88 Conference on PLDI, pages 318-328, Atlanta, GA, June 1988. 

  15. Chunhua Liao, Zhenying Liu, Lei Huang, and Barbara Chapman. "Evaluating OpenMP on Chip MultiThreading Platforms," In First international workshop on OpenMP, Eugene, Oregon USA, June 2005. 

  16. 조한욱, 조송현, 송용호, "멀티코어 프로세서에서의 H.264/AVC 디코더를 위한 데이터 레벨 병렬화 성능 예측 및 분석," 전자공학회논문지, 제46권, 제8호, 102-116쪽, 2009년 8월. 

  17. 심동규, 남정학, "고속 비디오 처리를 위한 병렬화 기술," 전자공학회논문지, 제36권 제4호, (통권 제299호), 83-90쪽, 2009년 4월. 

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