视频压缩编码研究及应用

论文摘要

随着多媒体技术与网络技术的飞速发展和广泛应用,对数字多媒体信号的存储,处理以及传输变得越来越方便和快捷,同时由于通用计算处理单元CPU和各种专用处理器的处理能力的提高,使得基于通用和专用的处理器的实时编解码系统的实现成为可能。另一方面,新的视频压缩标准的出现,在提高压缩编码效率的同时也加大了编码的运算量,例如MPEG-2和H.264为提高压缩编码效率而采用的基于块的运动补偿技术带来了运动估计计算量增加的问题,同时也给实时编解码系统的实现带来了挑战。本文针对H.264/AVC视频编解码标准研究的发展进行了跟踪,并在理解H.264/AVC视频编解码标准提出的各种新型算法的基础上,对H.264/AVC编码器的设计和优化做了详细深入的研究,主要的内容为:1.在把握目前视频编解码标准的发展趋势和现状的基础上,深入研究了视频压缩的基本原理和数字视频数据在存储信息上的冗余,并通过大量计算机仿真实验总结了当前主流的视频编解码标准针对这些冗余信息所采用的压缩技术的优缺点。其中运动估计补偿算法是影响视频编码性能的关键模块,其实现的算法比较多,是视频编码器设计中最为灵活的模块。2.本文在实际的应用中,分析了当前已存在的一些运动搜索算法,并根据实际的应用情况和开发平台,设计了一种新型的快速运动搜索算法,该算法的优点在于它同时考虑了编码速度和视频质量,使这一对矛盾达到了较好的平衡,是一种易于实际应用的设计。3.首先在C语言环境下实现了H.264编码器功能,达到了预期的效果。并将其移植到DSP平台上,结合DSP特点对编码器进行了多层次的优化,最终达到了较满意的效果。分析研究了DM642 EVM,设计出了较DM642 EVM更为简化的硬件平台。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 视频压缩技术的国内国外研究现状
• 1.3 视频压缩原理
• 1.4 主要的视频压缩技术
• 1.4.1 预测编码
• 1.4.2 变换编码
• 1.4.3 统计编码
• 1.5 基于混合编码框架的视频编码器
• 1.6 视频质量评估
• 1.6.1 主观评价
• 1.6.2 客观测量
• 1.7 本文的工作
• 第二章 H.264/AVC标准及其新技术
• 2.1 U.264/AVC的发展历程
• 2.2 H.264视频编码器的基本框架
• 2.3 H.264标准关键模块
• 2.3.1 帧内预测
• 2.3.2 帧间预测
• 2.3.3 变换与量化
• 2.3.4 熵编码
• 2.3.5 环路滤波
• 2.4 本章小结
• 第三章 运动估计算法研究
• 3.1 基于搜索模式的快速运动搜索算法
• 3.1.1 三步搜索法
• 3.1.2 四步搜索法
• 3.1.3 菱形搜索法
• 3.1.4 混合搜索法
• 3.2 运动估计的匹配准则
• 3.3 阈值判决
• 3.4 快速搜索算法设计
• 3.5 实验结果
• 第四章 基于DM642DSP的H.264/AVC编码器的优化设计
• 4.1 TMS320DM642DSP芯片
• 4.1.1 TMS320DM642DSP内部结构
• 4.1.2 两级片内内存结构
• 4.1.3 两个数据通道
• 4.2 TIDSP开发工具和开发流程
• 4.2.1 CodeComposerStudio（CCS）介绍
• 4.2.2 仿真器
• 4.2.3 DSP开发流程
• 4.2.4 EVM评估板
• 4.3 H.264编码算法在DM642上的实现及优化
• 4.3.1 编译选项概述
• 4.3.2 本文采用的C语言优化方法
• 4.3.3 数据传输策略
• 4.3.4 内存分配策略
• 4.4 实验过程分析
• 4.4.1 程序结构的调整
• 4.4.2 进行代码的C语言优化
• 4.4.3 进行代码的线性汇编优化
• 4.5 视频编码器优化设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢