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H.264/AVC亚像素运动估计研究及其编码函数库的DSP实现

2020-12-07阅读(280)

H.264/AVC亚像素运动估计研究及其编码函数库的DSP实现

论文摘要

H.264/AVC是最新的国际视频编码标准,由国际电信联盟ITU-T的视频编码专家组（VCEG）和国际标准化组织ISO/IEC的运动图像专家组（MPEG）共同制定,代表了未来多媒体数据压缩编码的发展趋势。及时跟踪和掌握H.264/AVC的核心技术,并结合实际应用在某些关键方向上有所创新和发展,是一项很有价值并极具挑战的工作。Blackfin533是ADI公司推出的面向新一代视频编码标准H.264/AVC和MPEG-4的视频芯片。因此,研究H.264/AVC标准,并结合基于Blackfin533的嵌入式系统进行应用研究,推动H.264/AVC的应用具有重要意义。嵌入式系统的发展正风起云涌,广泛进入到工业,军事,通信,运输,金融,医疗,气象,农业等众多领域,如何根据系统指标选择相应的嵌入式处理器建立嵌入式系统来满足指标要求,已经成为当下一个非常重要的课题。本文首先深入研究了H.264/AVC的编码策略和编码过程中的核心技术,并结合实验验证了新标准的优势所在。随后针对H.264/AVC编码过程中耗时最多的运动估计模块进行深入的分析,根据相邻分数像素点之间高度相关的运动估计匹配误差和运动矢量方向,提出了一种新的1/4像素运动估计算法.实验表明,新算法的编码速度有了显著的提高。接着对Blackfin533进行深入的学习,了解它的芯片结构、总线结构、存储器管理原理、缓存机制等,研究Blackfin533的指令集,熟悉它的编程结构和视频指令,研究ADSP-BF533 EZ-KIT LITE评估板的结构和组成原理。以ADSP-BF533 EZ-KIT LITE评估板作为系统平台,进行H.264/AVC应用研究,在此平台上将H.264/AVC的编码函数形成了一个编码函数库并根据Blackfin533的结构特点进行了部分优化,为建立一个基于ADI的Blackfin533 DSP平台、涵盖音视频编码系统的多媒体处理库打下了良好的基础。最后,设计完成了一套嵌入式系统—音频失真度及SINAD测量系统,用来进行音频信号的分析与处理。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 视频编码技术
  • 1.2.1 视频编码技术简介
  • 1.2.2 数字视频编码标准
  • 1.3 研究工作概要和本文组织结构
  • 1.3.1 主要研究工作
  • 1.3.2 本文主要贡献
  • 1.3.3 论文章节安排
  • 第二章 H.264/AVC视频压缩技术研究
  • 2.1 H.264/AVC 制定背景
  • 2.2 H.264/AVC的应用
  • 2.3 H.264/AVC的编码器结构
  • 2.3.1 H.264/AVC的分层结构
  • 2.3.2 H.264/AVC的VCL编码原理
  • 2.4 H.264/AVC的结构
  • 2.5 H.264/AVC的关键新技术
  • 2.5.1 帧内预测
  • 2.5.2 帧间预测
  • 2.5.3 熵编码
  • 2.5.4 整数变换与量化
  • 2.5.5 SP/SI技术
  • 2.5.6 码率控制
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 基于H.264/AVC运动估计算法研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 基于块匹配的运动估计
  • 3.2.1 基于块匹配运动估计的基本原理
  • 3.2.2 运动估计的关键技术
  • 3.2.3 典型运动估计算法研究
  • 3.3 基于H.264/AVC的一种快速1/4 像素运动估计算法
  • 3.3.1 亚像素的运动估计
  • 3.3.2 亚像素精度运动矢量的特性
  • 3.3.3 1/4 像素全搜索法原理
  • 3.3.4 CCD算法分析
  • 3.3.5 CCD算法的详细步骤
  • 3.3.6 CCD算法的试验结果及分析
  • 第四章 基于BF533 的H.264/AVC编码函数库的移植与优化
  • 4.1 引言
  • 4.2 BlackFin533 芯片介绍
  • 4.2.1 BF533 内核结构
  • 4.2.2 BF533 地址空间分配和存储器
  • 4.2.3 BF533 总线
  • 4.2.4 BF533 内存管理
  • 4.2.5 BF533 中断管理
  • 4.2.6 BF533 外设
  • 4.2.7 BF533 性能总结
  • 4.3 BF533 开发工具和开发流程
  • 4.3.1 Visual DSP简介
  • 4.3.2 仿真器
  • 4.3.3 评估板
  • 4.3.4 开发流程
  • 4.4 H.264/AVC编码函数库的移植及优化研究
  • 4.4.1 H.264/AVC编码函数库的移植
  • 4.4.2 代码优化
  • 第五章 音频失真度及SINAD测量系统
  • 5.1 引言
  • 5.2 系统性能指标要求
  • 5.3 算法仿真及其流程
  • 5.4 硬件系统设计
  • 5.4.1 DSP的选择
  • 5.4.2 采集模块的选择
  • 5.4.3 存储模块的选择
  • 5.4.4 调试模块的选择
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 结束语
  • 6.1 论文完成的主要工作
  • 6.2 未来研究展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 硕士在读期间的研究成果

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