基于DM642的H.264视频编码器优化与实现

论文摘要

H.264/AVC,作为视频标准发展的最新成果,是由ITU-T视频编码专家组和ISO/IEC运动图像专家组联合提出的视频编码标准。为了实现更高的编码效率,H.264/AVC标准采用了很多新的编码技术,如多参考帧预测、多尺寸编码块模式、1/4像素精度运动矢量、整数变换量化、基于内容的熵编码、新型帧内预测、去除方块效应的滤波器等。首先,对H.264/AVC的主要功能模块及其中包含的新技术进行了详细论述。阐述了帧内预测、多种块模式的帧间预测、1/4和1/8像素的运动估计、多参考帧、整数变换、CABAC和消除块效应滤波器等新技术,等等。其次,提出了一种改进的适合软件的快速算法--快速整像素算法UMHexagons。运动估计是基于运动补偿/DCT混合编码方法的重要组成部分,运动估计与补偿技术可以有效地去除视频序列相邻帧间存在的时间冗余,极大地提高了编码效率。最后本文讨论了如何将源程序在DSP芯片上高效执行的问题。因为纯C语后一程序在具体的嵌入式系统中的执行效率不高,我们采用了C语言和DSP汇编语言混合编程的方式,将C语言的优点和汇编语言的优点有机的结合起来,将核心内循环程序改写成汇编语言后,进一步提高了整个程序的执行效率,缩短了执行时间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 视频标准概述
• 1.2.1 新一代视频标准 H.264 的特点
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 H.264 视频编码标准基本原理
• 2.1 H.264 编码基本原理
• 2.1.1 帧内预测
• 2.1.2 帧间预测
• 2.1.3 变换与量化
• 2.1.4 熵编码
• 2.1.5 消除块效应滤波系统
• 2.2 本章小结
• 第3章 H.264 编码器算法优化
• 3.1 引言
• 3.2 运动估计与补偿技术
• 3.2.1 象素递归法
• 3.2.2 块匹配算法
• 3.2.3 块匹配准则
• 3.2.4 运动补偿
• 3.3 搜索算法研究
• 3.3.1 搜索算法简介
• 3.3.2 混合的非对称多六边形搜索算法
• 3.4 全零块的提前判定算法
• 3.5 快速运动估计算法
• 3.5.1 算法的背景
• 3.5.2 跳过宏块预判
• 3.5.3 提前中止算法
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于 DM642 的 H.264 编码器优化与实现
• 4.1 DM642 简介
• 4.2 TMS320C6000 系列DSP 软件开发流程
• 4.3 C 语言编程与优化
• 4.3.1 对数据类型的考虑
• 4.3.2 分析 C 代码性能
• 4.3.3 利用restrict 关键字和优化选项消除存储相关性
• 4.3.4 用intrinsics（内联函数）
• 4.3.5 对短字长数据使用宽长度的存储器访问
• 4.3.6 软件流水
• 4.4 线性汇编
• 4.5 存储器优化
• 4.5.1 DM642 片内存储器简介
• 4.5.2 EDMA 优化
• 4.6 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢