AVS熵编码技术研究及其在DSP上的实现

论文摘要

多媒体通信将是新一代通信系统的典型业务和显著特征,而视频编码技术是多媒体技术的基础和核心。随着多媒体数字业务的迅速发展,编码复杂度日趋提高,高效快速的编码算法的研究与实现已成为视频图像传输的技术关键。本文首先介绍了图像数据压缩方法和以MPEG系列、H.26x系列、AVS标准为代表的国内外主流视频编解码标准,并基于视频压缩编码技术的理论依据,深入研究了AVS视频压缩标准的编码框架和实现原理,对其关键技术进行了分析与总结,并比较了AVS与H.264,MPEG-4的异同,在不影响图像质量的前提下,以提高编码速度为目的,研究并实现了AVS熵编码算法。本文提出了一种简单的码长估计模型,这种估计模型跳过熵编码,利用在熵编码之前的语法元素直接估计一个块的最后编码信息的码长,并将此模型应用到率失真优化中,从而减少RDO中的熵编码的调用,实验表明,这种算法在基本不影响视频质量的前提下,能有效降低率失真优化的复杂度,节约编码时间,易于硬件实现。针对AVS中2D-VLC熵编码的特点,基于达芬奇（DM6446）DSP的系统,对其进行DSP上的优化;研究了基于DSP的代码级,内联函数及线性汇编的优化方法,对2D-VLC熵编码中的码表,哥伦布编码及写码流算法提出了优化策略并实现之,实验表明这些优化方法可使熵编码在DSP上运行的周期数减少近一半。最后对全文进行总结,对有待继续研究的工作提出初步设想。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文研究背景及意义
• 1.1.1 视频压缩的必要性
• 1.1.2 视频压缩的可行性
• 1.2 国际视频压缩编码标准概况
• 1.2.1 H.26X 编码标准
• 1.2.2 MPEG 系列编码标准
• 1.3 中国AVS 视频标准研究现状及特点.
• 1.4 论文结构安排
• 2 AVS 视频编码技术
• 2.1 AVS 视频编码基本原理
• 2.2 AVS 关键技术
• 2.2.1 帧内预测
• 2.2.2 帧间预测
• 2.2.3 变换量化
• 2.2.4 率失真优化
• 2.2.5 熵编码
• 2.2.6 比特流结构与熵解析过程
• 2.3 AVS 标准与国际标准的比较.
• 2.4 本章小结
• 3 对AVS 率失真优化算法中熵编码的改进
• 3.1 视频编码的率失真思想
• 3.2 AVS 熵编码
• 3.2.1 熵编码
• 3.2.2 AVS 熵编码原理
• 3.3 对率失真优化算法中熵编码的改进
• 3.4 实验数据的对比与分析
• 3.4.1 本文算法的实验结果
• 3.4.2 实验数据的对比
• 3.5 本章小结
• 4 AVS 视频编码的DSP 实现和优化
• 4.1 实验平台介绍
• 4.2 代码优化方法
• 4.2.1 C 语言级优化
• 4.2.2 内联函数优化
• 4.2.3 线性汇编优化
• 4.3 AVS 整体框架的优化
• 4.4 AVS 熵编码在DSP 上的优化
• 4.4.1 整体优化策略
• 4.4.2 码表的优化
• 4.4.3 指数哥伦布的优化
• 4.4.4 写码流的优化
• 4.5 实验结果
• 4.6 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 后续研究方向
• 致谢
• 参考文献