基于DSP的H.264/AVC编码器的设计与实现

基于DSP的H.264/AVC编码器的设计与实现

论文摘要

多媒体视频处理终端在视频会议、可视电话、视频监控、PDA、数字电视等各个领域具有广泛的应用前景,因此开发高效、轻巧的嵌入式视频压缩系统具有重要的理论意义与实用价值。目前,最新的视频编码标准H.264显著提高了编码效率,具有很多以往标准无法比拟的优点[1]。然而,其较高的算法复杂度严重地影响了其在实时环境下的应用。另一方面,DSP芯片技术得到迅猛发展,TI公司生产的高性能通用多媒体数字可编程处理器TMS320DM642,具有超强的计算能力,是实现H.264编解码的理想平台。本论文的工作分别针对H.264算法与DSP平台优化这两个研究热点展开:基于灰度直方图和自相关的快速帧内模式判决算法的研究:在帧内编码模式中,利用宏块自身的纹理特点来判断宏块应该采用的帧内编码模式,从而提前得到该宏块的最佳编码模式,降低了原有标准算法中穷举式算法的复杂性;结合运动搜索预处理及残差纹理分析的快速帧间模式判决算法的设计:在帧间编码模式中,将运动估计块匹配过程中得到的中间结果,即绝对值误差和(SAD),与自适应阈值相比较,进行中途停止判断。对不满足条件的宏块,结合运动搜索预处理及残差纹理分析的方法,通过对预测值与实际值的残差分布进行快速、有效的分析,从而实现帧间模式的快速判别;基于DSP芯片特性的优化:结合DM642芯片结构与H.264编码器自身特点,首先,优化了片内存储器,合理分配存储空间,并引入EDMA数据传输机制,消除了片内外数据传输的瓶颈;其次,根据性能分析的结果,改写较耗时的C语言程序;最后,通过重新编写汇编语言的方式,有效地提升了局部运算速度。经过算法级与DSP平台两方面的优化后,编码器性能得到了较大幅度的提升。通过测试验证,该编码器平均达到16.55帧/秒CIF格式标准测试图像的编码能力,且解码后的视频图像具有较高的主观和客观质量。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景及研究意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 H.264 关键技术的研究现状
  • 1.2.2 目前DSP应用的现状
  • 1.3 本论文的研究内容及目标
  • 1.4 论文的结构安排
  • 第2章 H.264 视频编码标准的特点及关键技术
  • 2.1 视频编码标准演进
  • 2.2 H.264 视频编码标准概述
  • 2.3 H.264 视频编码器
  • 2.4 H.264 的核心技术
  • 2.4.1 引入帧内预测方式
  • 2.4.2 运动估计和运动补偿
  • 2.4.3 整数变换编码
  • 2.4.4 统一的熵编码
  • 2.4.5 双Zigzag扫描
  • 2.4.6 自适应去块效应滤波器
  • 2.5 小结
  • 第3章 H.264 帧内及帧间预测改进算法
  • 3.1 H.264 帧内预测技术详述
  • 3.2 一种新的基于宏块特征的快速帧内模式判决算法
  • 3.2.1 两种帧内预测模式的特点
  • 3.2.2 帧内预测模式的研究现状
  • 3.2.3 快速帧内模式判决算法
  • 3.2.4 帧内新算法的实验结果
  • 3.3 基于宏块相关性的快速帧间模式判决算法
  • 3.3.1 H.264 帧间预测技术详述
  • 3.3.2 帧间预测编码的研究现状
  • 3.3.3 帧间编码模式的特点
  • 3.3.4 快速帧间模式判决方法
  • 3.3.5 帧间新算法的实验结果
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 基于DM642 的视频编码器优化
  • 4.1 DM642 简介
  • 4.2 开发环境CCS
  • 4.3 代码移植
  • 4.4 存储器优化
  • 4.4.1 DM642 片内存储器简介
  • 4.4.2 Cache优化策略
  • 4.5 Ping-Pong机制下的EDMA数据传输
  • 4.6 代码优化
  • 4.6.1 TM5320C6000 系列DSP软件优化流程
  • 4.6.2 项目级优化
  • 4.6.3 C语言优化
  • 4.6.4 汇编语言优化
  • 4.7 编码器性能测试
  • 4.8 本章小结
  • 结论
  • 展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果及所获奖励
  • 攻读硕士学位期间发表及完成的学术论文和申请的软件著作权
  • 致谢
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  

    基于DSP的H.264/AVC编码器的设计与实现
    下载Doc文档

    猜你喜欢