论文摘要
H.264是MPEG和VCEG联合开发的视频压缩编码标准,其性能远远高于早期的MPEG-4和H.263编码,在2003年被ITU-T通过并且在国际上正式颁布。H.264具有高效的编码效率及网络亲和力,但是H.264算法极其复杂,其编码时间较长,因此,如何降低运算复杂度,提高编码速度是实现实时编码器的关键。另外,由于H.264编码涉及的计算量非常大,普通的微处理器难以满足其编码实时性的要求,研究用DSP来实现H.264视频编码器具有重要的实际意义。本文在认真研究现有视频编码标准H.264关键技术的基础上,从运动估计搜索算法的改进及H.264编码器的DSP实现与优化等几个方面进行了研究,并给出了最终优化结果。运动估计是视频编码最为关键的技术之一,并且其计算量在编码器总的计算量中占到很大比重,达到70%-80%,因此运动估计的改进可以大大提高编码器的效率。本文对运动估计进行了深入分析,重点研究了视频编码标准中块匹配运动估计技术,在此基础上提出了一种1/ 4像素快速搜索算法—MPDFS（基于最大可能方向的快速搜索）算法。算法的主要思想是根据不同搜索方向的像素点成为最优匹配点的概率不同,大幅度的减少搜索点的个数,从而提高搜索速度。并且对MPDFS算法进行了仿真实验,实验结果显示,本文MPDFS算法比全搜索算法运动估计的时间减少了20%-30%。然后将改进的H.264编码算法向基于达芬奇技术的DM6446 DSP平台进行了移植,选择x264作为移植的原始模型。在原x264编码源程序基础上对其进行了有针对性的裁剪、修改,比如修改数据类型、数据对齐及变量初始化、调整变量存取方式及存储空间的分配等,并最终移植到DSP平台上运行。算法优化也是实现实时视频编码的重点,本文依据DM6446 DSP硬件及其结构的特点,并且借鉴嵌入式系统常用的优化技巧,采用了代码流水设计、数据打包、合理配置缓存、EDMA3以及将关键模块用线性汇编实现等一系列方法对x264编码做了优化。最后对优化之后的x264编码进行了测试,测试结果显示,视频编码达到了实时性的要求,能够满足当前实时视频监控的需要。