ETUDE ET CONCEPTION D'UN CODEUR VID EO HAUTE D EFINITION SUR UNE PLATEFORME MULTI-CORE

Abstract

R ecemment, la popularit e des applications multim edias et de leur utilisation a consid erablement augment e en raison de l'adoption des appareils mobiles par le march e grand public. En cons equence, la compression d'images et de vid eos joue un r^ole capital, permettant le stockage et la transmission de gros volumes de contenu multim edia. Cependant, le traitement de ces informations n ecessite des ressources de calcul elev ees, d'o u l'importance d'am eliorer les performances de calcul des algorithmes de compression. Dans le codage vid eo a haute e cacit e (HEVC), le gain en performance de compression est obtenu principalement en prenant en charge une taille plus grande d'unit e de codage (CU) et davantage de modes de pr ediction. Cependant, comme l'encodeur doit parcourir tous les choix possibles pour trouver le meilleur moyen de coder les donn ees, cette grande taille de bloc et de modes de pr ediction a entra^ n e une augmentation consid erable du temps de codage. Dans cette th ese, un ensemble d'algorithmes et de techniques est propos e pour r eduire la complexit e des calculs dans l'encodeur HEVC. Cependant, la r eduction en complexit e de calcul se fait au prix d'une perte n egligeable d'e cacit e de codage. Dans un premier temps, nous avons propos e une impl ementation d edi ee au processeur sp ecialis e DSP, o u le gain en temps de calcul repose sur la programmation en assembleur de certaines parties du code de r ef erence. Les performances de compression n'ont pas et e a ect ee par ce type d'optimisation, de m^eme que la r eduction en temps d'encodage n' etait pas non plus satisfaisante. Dans un second temps, nous avons propos e une optimisation algorithmique. Cette optimisation concerne le processus de partitionnement des unit es de codage, o u les zones a faible texture (homog ene) sont cod ees par des unit es plus larges, tandis que les r egions riches en texture sont cod ees davantage par des unit es de taille plus petite. En ajustant les param etres, l'algorithme peut changer le compromis entre le temps de codage et son e cacit e. Dans les tests e ectu es, la r eduction maximale en temps moyen d'encodage peut atteindre 41% avec une augmentation de 0.69% du d ebit. Nous avons egalement propos e une r ealisation parall ele de l'encodeur HEVC, avec les architectures multi-c urs. Pour la con guration All-Intra, le parall elisme au niveau des images a et e mis en uvre, en utilisant le paradigme OpenMP de la programmation parall ele. Les r esultats exp erimentaux montrent un gain proche de l'id eal pour les architectures homog enes. Par contre, ce type de parall elisme a charge quasi- equilibr e, n'est pas appropri e pour les plateformes h et erog enes (cas de notre carte Cubieboard4, munie de deux processeurs quad-core di erents).