H.264快速算法研究及其DSP实现

论文摘要

H.264算法是新一代的编码算法,它具有很好的压缩特性及重现图象质量,但其计算复杂度非常高,很难满足对图象进行实时处理的要求,DSP芯片的计算能力能够实现对信号的实时处理,另一方面,H.264算法在程序实现上有许多可以改进的地方,如果二者能够有效结合,那么算法的计算复杂度将会有所降低。本文主要研究分析了现有的主要帧内预测模式选择算法,依据I帧中编码后的最佳宏块类型在空域上具有极强相关性的特点,提出了一种快速帧内预测模式选择算法。实验结果表明,该算法在编码质量和编码效率基本不受影响的前提下,达到了30%左右的编码速度的提高。本文对改进后的软件模型进行了移植及DSP实现,不仅使其能够在CCS上编译通过,而且通过实验证明,编码后图象具有良好的视频质量及编码效率,在编码速度上也有了一定程度上的提高,实现了H.264算法的快速运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 绪论
• 1. 论文研究的背景
• 2. 视频编码标准的发展
• 3. 国内外研究现状
• 第一章 H.264 简介
• 1.1 H.264 算法的特点
• 1.2 H.264 的结构划分
• 1.2.1 H.264 的框架结构
• 1.2.2 H.264 的体系结构
• 1.2.3 H.264 编码器结构
• 1.2.4 H.264 的语法结构
• 1.3 H.264 改进的关键技术
• 1.3.1 基于灵活分割宏块的运动矢量估计
• 1.3.2 更精细的预测精度
• 1.3.3 多参考帧运动补偿
• 1.3.4 更精确的帧内预测编码模式
• 1.3.5 加权预测
• 1.3.6 先进的环路滤波技术
• 1.3.7 4×4 块的整数变换
• 1.3.8 量化
• 1.3.9 熵编码
• 1.4 H.264 的应用
• 本章小结
• 第二章 H.264 快速帧内预测编码模式选择算法
• 2.1 帧内预测原理
• 2.1.1 4×4 亮度块的帧内预测
• 2.1.2 4×4 帧内预测模式编码过程
• 2.1.3 16×16 亮度块的帧内预测
• 2.2 代价函数模型
• 2.3 帧内预测快速模式选择方法
• 2.3.1 H.264 的帧内预测模式选择算法
• 2.3.2 基于边缘方向信息模式选择的Pan 算法
• 2.3.3 基于阈值的帧内预测模式快速选择算法
• 2.3.4 基于提前终止机制的帧内预测算法
• 2.4 一种改进的帧内预测快速方法
• 2.5 改进算法的流程框图
• 2.6 实验结果与分析
• 本章小结
• 第三章 H.264 编码器的DSP 实现
• 3.1 TMS320DM642 的硬件结构及性能
• 3.2 DM642 开发平台
• 3.3 CCS 集成开发环境
• 3.4 H.264 编码器的DSP 移植
• 3.4.1 删除冗余代码
• 3.4.2 数据类型的修改
• 3.4.3 编译选项的设置
• 3.4.4 库文件和头文件的修改
• 本章小结
• 第四章 H.264 编码器的改进
• 4.1 程序代码的改进
• 4.1.1 变量类型的进一步调整
• 4.1.2 使用内联函数
• 4.1.3 减少函数调用
• 4.2 软件流水
• 4.2.1 循环拆解排流水
• 4.2.2 循环展开排流水
• 4.2.3 减少判断排流水
• 4.3 依据DSP 特点进行的改进
• 4.3.1 线性汇编代码改写
• 4.3.2 编译器选项的调整
• 4.3.3 DSP 存储空间的分配
• 4.3.4 Cache 的有效利用
• 4.4 H.264 编码器改进后性能分析
• 4.4.1 视频质量
• 4.4.2 计算性能
• 4.4.3 压缩比
• 4.4.4 性能分析
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要