ISO/IEC MPEG과 ITU-T VCEG이 공동으로 구성한 JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding)가 표준화를 진행한 HEVC (High Efficiency Video Coding)는 H.264/AVC 대비 약 2배 혹은 그 이상의 압축효율을 목표로 표준화가 시작되었다. 하지만, 계층적 구조를 갖는 가변크기 블록의 사용과 재귀적 부호화 구조에 따른 인코더의 복잡도 증가는 개선해야 할 문제점으로 지적되고 있다. HEVC 인코더의 복잡도를 감소시키기 위하여 다양한 고속화 알고리즘들이 제안되고 있으나, 고속화 알고리즘으로 얻을 수 있는 속도 향상만으로 HEVC 인코더의 실시간성을 확보하기에는 어려움이 있다. 본 논문에서는 현재 표준화가 완료된 HEVC 인코더의 실시간 구현을 위하여 SIMD 명령어를 이용한 데이터 수준 병렬화 기법, CPU 및 GPU를 이용한 멀티스레딩 기법과 같은 다양한 병렬화 기법을 소개한다. 또한, 이러한 병렬화 기법들을 HEVC 인코더에 적용하기 위해 적합한 연산 및 기능 모듈에 대하여 소개한다. 본 연구에서 제안한 방법을 HM (HEVC reference model) 10.0에 적용한 결과 $832{ imes}480$ 영상의 경우 20~30fps의 부호화 속도를 나타냈으며, $1920{ imes}1080$ 영상의 경우 5~10fps의 부호화 속도를 나타내었다.
Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC), which have founded ISO/IEC MPEG and ITU-T VCEG, has standardized High Efficiency Video Coding (HEVC). Standardization of HEVC has started with purpose of twice or more coding performance compared to H.264/AVC. However, flexible and hierarchical coding block and recursive coding structure are problems to overcome of HEVC standard. Many fast encoding algorithms for reducing computational complexity of HEVC encoder have been proposed. However, it is hard to implement a real-time HEVC encoder only with those fast encoding algorithms. In this paper, for implementation of software-based real-time HEVC encoder, data-level parallelism using SIMD instructions and CPU/GPU multi-threading methods are proposed. And we also proposed appropriate operations and functional modules to apply the proposed methods on HM 10.0 software. Evaluation of the proposed methods implemented on HM 10.0 software showed 20-30fps for $832{ imes}480$ sequences and 5-10fps for $1920{ imes}1080$ sequences, respectively.
