学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

H.264帧间编码算法研究与DSP移植

作　者: 陈寅
导　师: 杨杰
学　校: 武汉理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: H.264 帧间编码 DSP 软件流水线性汇编
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 139次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

H.264/AVC是ITU和ISO最新的视频编码标准,与现有的视频编码标准相比,H.264/AVC视频编码器能在保持相同图像质量的情况下节省至少50%的码率。由于其良好的压缩效率和网络适应性,H.264/AVC已在视频电话,数字电视广播,视频流媒体服务,压缩视频存储等领域得到广泛的应用。相对之前的标准,H.264采用众多新技术,这些技术能够有效地提高编码器的压缩性能,但是也大大增加了运算复杂度。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。首先,本文阐述了视频压缩技术的发展情况、最新的H.264视频标准的结构与特点。讨论了H.264参考模型中的运动估计和模式选择的过程及特点,介绍了参考模型中的整像素穷尽运动匹配以及模式选择的算法。研究了视频序列中的时间与空间相关性,以及运动估计残差与宏块模式的关系,并提出了一种帧间宏块编码模式的快速选择算法。该算法利用运动估计的残差确定宏块模式,并利用子块残差与宏块残差的比值确定子块模式。给出了该算法以JM编码模型为基础,在PC平台上的实验结果。实验结果表明,本算法能够在不显著降低图像质量及增加码率的条件下,提高30%-50%的编码速度。其次,介绍了TMS320C6000 DSP硬件平台的结构,包括CPU硬件结构、通用寄存器组、功能单元与交叉通路,以及流水线的原理。介绍了TMS320C6000DSP特点及其软件开发、优化的方法。将H.264的编码模型T264移植到DSP上。利用软件流水、线性汇编等方法针对H.264编码器的多个耗时的运算模块进行优化。其中包括像素插值、帧内/帧间预测、整数DCT变换、量化等模块。然后,在CCS集成开发环境平台上,对优化结果进行了仿真。实验结果表明,经过了多个模块的优化,H.264编码器的运行速度大大提高。以600MHz为主频的DSP能够对QCIF格式的视频进行实时编码。最后,对本人在研究生阶段的学习作出了总结,并对未来的研究作出了展望。将DSP的缓存优化、H.264编码算法的FPGA实现,以及在通用CPU上利用SIMD指令集优化作为今后的研究方向。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章引言  9-14
  1.1 图像和视频压缩技术现状  9-10
  1.2 H.264视频标准概述  10-11
  1.3 本课题的研究现状  11-12
  1.4 本文的结构  12-14
第2章宏块模式选择的帧间快速编码算法研究  14-26
  2.1 H.264/AVC参考模型中的运动估计和模式选择  14-15
    2.1.1 整像素穷尽运动匹配  14
    2.1.2 模式选择算法  14-15
  2.2 快速模式选择算法研究  15-22
    2.2.1 视频序列中的相关性  16
    2.2.2 运动估计残差与宏块模式之间的关系研究  16-19
    2.2.3 自适应的P8×8模式选择  19-20
    2.2.4 基于运动估计残差的模式选择算法  20
    2.2.5 阈值的确定  20-22
  2.3 实验结果  22-25
  2.4 小结  25-26
第3章 H.264视频编码算法的DSP移植与优化  26-49
  3.1 TMS320C6000系列DSP的硬件结构  26-30
    3.1.1 CPU硬件结构  26-27
    3.1.2 通用寄存器组  27
    3.1.3 功能单元与交叉通路  27-28
    3.1.4 流水线  28-30
  3.2 DSP项目的软件优化  30-41
    3.2.1 项目级优化  30-31
    3.2.2 基于C代码的整体优化方案  31-35
    3.2.3 软件流水技术  35
    3.2.4 线性汇编  35-41
  3.3 H.264编码器的移植与优化  41-48
    3.3.1 移植与性能分析  41-42
    3.3.2 部分函数优化过程  42-45
    3.3.3 优化与结果  45-48
  3.4 小结  48-49
第4章总结与展望  49-51
  4.1 总结  49
  4.2 进一步工作展望  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-55
作者攻读硕士期间完成的论文  55

H.264帧间编码算法研究与DSP移植

内容摘要

全文目录

相似论文