VTM2.0中的wpp(波前并行处理)阅读

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已于 2024-06-06 14:01:22 修改

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文章标签：视频编解码

于 2024-06-06 14:00:04 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_45537011/article/details/139497875

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似乎vtm比较后期的版本就不支持wpp了，不知道为啥。。并行的算法vvenc实现的已经很好了，但科研需要，还是决定优化vtm的wpp算法

修改配置

首先修改CMakeLists.txt，把ENABLE_WPP_PARALLELISM打开

set( SET_ENABLE_WPP_PARALLELISM   ON CACHE BOOL "Set ENABLE_WPP_PARALLELISM as a compiler flag" )
set( ENABLE_WPP_PARALLELISM       ON CACHE BOOL "If SET_ENABLE_WPP_PARALLELISM is on, it will be set to this value" )

编码指令：

./bin/EncoderAppStatic -c ./cfg/encoder_intra_vtm.cfg -q 37 -wdt 1280 -hgt 720 -fr 60 -i ~/yuv/KristenAndSara_1280x720_60.yuv -f 32 --InputBitDepth=8 --OutputBitDepth=8 --InputChromaFormat=420 -o /dev/null -b /dev/null --NumWppThreads=5 --AltDQPCoding

代码

和wpp相关的代码搜索ENABLE_WPP_PARALLELISM就可以找到。接下来介绍几块重要的代码

分配任务
schedule(static,1)指给每个线程轮流分配固定的一行ctu（比如有三个线程，那么第一个线程会被分配第0，3，6…行的ctu）？setWppThreadId的代码是这样的：void Scheduler::setSplitThreadId( const int tId ) {g_splitThreadId = tId == CURR_THREAD_ID ? omp_get_thread_num() : tId; }，所以每个线程的g_splitThreadId就是它的线程号

#if ENABLE_WPP_PARALLELISM
  bool bUseThreads = m_pcCfg->getNumWppThreads() > 1;
  if( bUseThreads )
  {
    CHECK( startCtuTsAddr != 0 || boundingCtuTsAddr != pcPic->cs->pcv->sizeInCtus, "not intended" );

    pcPic->cs->allocateVectorsAtPicLevel();

    omp_set_num_threads( m_pcCfg->getNumWppThreads() + m_pcCfg->getNumWppExtraLines() );

    #pragma omp parallel for schedule(static,1) if(bUseThreads)
    for( int ctuTsAddr = startCtuTsAddr; ctuTsAddr < boundingCtuTsAddr; ctuTsAddr += widthInCtus )
    {
      // wpp thread start
      pcPic->scheduler.setWppThreadId();
#if ENABLE_SPLIT_PARALLELISM
      pcPic->scheduler.setSplitThreadId( 0 );
#endif
      encodeCtus( pcPic, bCompressEntireSlice, bFastDeltaQP, ctuTsAddr, ctuTsAddr + widthInCtus, m_pcLib );
      // wpp thread stop
    }
  }
  else
#endif

两个ctu行之间的同步
在ctu编码前，EncSlice.cpp中有

pcPic->scheduler.wait( ctuXPosInCtus, ctuYPosInCtus );

scheduler.wait函数是这样的，在Picture.cpp中。正如wpp的定义一样，它要等上一行右上方的ctu编码完毕。这里的m_SyncObjs也是在Picture.cpp中用mutex实现的一个东西

void Scheduler::wait( const int ctuPosX, const int ctuPosY )
{
  if( m_numWppThreads == m_numWppDataInstances )
  {
    if( ctuPosY > 0 && ctuPosX+1 < m_ctuXsize)
    {
      m_SyncObjs[ctuPosY-1]->wait( ctuPosX+1, ctuPosY-1 );
    }
    return;
  }
  m_SyncObjs[ctuPosY]->wait( ctuPosX, ctuPosY );
}

那什么时候wait结束呢？EncSlice.cpp中每个ctu编码结束后，都会调用

pcPic->scheduler.setReady( ctuXPosInCtus, ctuYPosInCtus );