流計算和視頻編碼（簡體書）

《流計算和視頻編碼》主要闡述一種眾核並行編程思想：流計算思想，並以典型視頻編碼標準H．264為例，詳細論述具有普適性的流化方法。全書共分7章。第1章主要介紹視頻編碼的基本內容、視頻編碼並行化的潛力和挑戰。第2章介紹流計算的基本原理，包括流計算思想、流體系結構、編程模型和流應用等。第3章詳細論述面向媒體處理的流化方法並提出程序結構的優化方法。第4章以H．264編碼器為實例，闡述利用流化方法將串行編碼器轉換為並行流化編碼器框架$264。第5章系統地闡述S264框架在SIMI）並行處理器上的映射過程和全高清實時的H．264編碼器S264／S在STORM流處理器上的實現。第6章從多線程執行的角度描述了S264框架在GPU上的實現。第7章從視頻編碼應用的角度對未來視頻編碼的發展與基於流計算的並行化研究進行討論。本書是作者及其研究團隊十餘年科研經驗和成果的總結，可供並行處理器體系結構、並行編程、視頻編碼等方向的研究人員參考，也可作為計算機科學與技術等專業高年級本科生和研究生的教材。

前言
第1章視頻壓縮編碼
1．1概述
1．2視頻壓縮編碼面臨的新挑戰
1．3視頻編碼並行化潛力
1．4H．264編碼標準
1．4．1基本概況
1．4．2編碼器結構
1．4．3特點和關鍵技術
1．4．4幀間預測
1．4．5幀內預測
1．4．6變換量化
1．4．7熵編碼
1．4．8去塊濾波
第2章流計算原理
2．1流計算思想
2．2流體系結構模型
2．2．1解耦合計算和訪存
2．2．2多級存儲層次
2．2．3典型流處理器
2．3流程序設計模型
2．3．1流級程序
2．3．2核心級程序
2．3．3流計算模型與並行處理器的結合
2．4流應用
第3章流化方法
3．1流化
3．1．1流化定義
3．1．2流化特徵
3．1．3特徵指標有效性驗證
3．2基本流化方法
3．2．1循環劃分法
3．2．2核心合併技術
3．2．3流分割技術
3．2．4常規流化步驟
3．3高級流化方法
3．3．1流重組
3．3．2短流加載
3．3．3核心分裂
3．3．4並行粒度調整
3．4面向流化的程序結構優化
3．4．1重負載循環
3．4．2計算窗口重疊
3．4．3循環內分支
3．4．4循環間數據相關
第4章H．264編碼器的流化
4．1x264編碼器概述
4．2x264編碼器結構剖析
4．2．1profile工具：PAPI
4．2．2函數層次的局限性
4．2．3變量和數據結構層次的局限性
4．2．4控制密集型組件層次的局限性
4．3x264編碼程序的流化
4．3．1函數到Kernel的轉化
4．3．2結構變量到stream的轉化
4．3．3控制密集型組件到計算密集型組件的轉化
4．4S264：流化的H-264框架
第5章S264／S：基於SIMD並行的H．264流化編碼器
5．1SIMD流處理器
5．2幀間預測的流式實現
5．2．1全搜索：流重用
5．2．2UMHexagonS：非規則流
5．2．3多分辨率多窗口幀間預測
5．2．4分析與討論
5．3幀內編碼：多模式和強數據相關
5．3．1相關性分析
5．3．2相關性問題：可擴展塊並行
5．3．3多模式問題：Kernel參數化
5．3．4分析與討論
5．4CAVLC的流式實現：可變長編碼
5．4．1相關性分析
5．4．2解耦合分段並行
5．4．3分析與討論
5．5去塊濾波的流式實現：控制密集型
5．5．1相關性分析
5．5．2去塊濾波的流式實現：分組並行
5．5．3分析與討論
5．6基於STORM的SIMDH．264編碼器
5．6．1S264．／S編碼器
5．6．2評測與分析
第6章S264／G：基於GPU的並行H．264編碼器
6．1GPU和CUDA
6．1．1GPU概述
6．1．2CUDA硬件模型
6．1．3CUDA編程模型
6．1．4CUDA存儲模型
6．2基於CUDA的H．264編碼器框架
6．3幀間預測：平衡線程數與並行粒度
6．3．1SAD計算
6．3．2最佳運動向量的選擇
6．3．3小結
6．4幀內編碼：開發多級並行
6．4．1開發多級並行
6．4．2存儲模型
6．4．3優化
6．4．4小結
6．5分量優先的CAVLC
6．5．1分量優先的CAVLC體系結構
6．5．2基於CUDA的並行CAVLC實現
6．5．3小結
6．6方向優先的去塊濾波
6．6．1方向優先去塊濾波結構
6．6．2濾波順序的調度
6．6．3小結
6．7實驗結果與性能分析
6．7．1並行編碼器的性能
6．7．2編碼器特徵分析
6．7．3小結
第7章展望與未來的研究方向
7．1視頻編碼發展趨勢
7．1．1基於內容的視頻編碼
7．1．2多視角視頻編碼
7．1．3分布式視頻編碼
7．2三維視頻編碼流化並行研究
7．3面向媒體的並行計算參考文獻