h264帧内模式选择算法的研究及在dsp上优化实现

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要新一代视频压缩标准H．264／AVC支持从低带宽、高误码率的无线移动视频通信到高码率、低延迟的视频会议及在线流媒体等多种应用，在多媒体领域得到广泛关注和认同。相比于以前的标准，H．264能有效地提高编码器的压缩性能，但是标准的高复杂度也是目前视频应用的主要制约因素，所以研究标准在DSP(DigitalSingnalProcessor)上的实现及优化是非常有意义的。本文首先对H．264的核心技术进行分析研究，内容主要包括帧内／帧间预测、整数变换、量化、熵编码等，分析了它们的研究现状和在新标准中的创新点，在此基础上总结出了H

2、．264／AVC未来的发展趋势。其次，研究了当前主要的两种帧内模式决策快速算法，一种是基于分组像素点的快速决策算法，该方法用分组像素点来代表一个块，在决策过程中每一个步骤中仅计算一组像素点的代价函数，以此减少计算点数，降低了复杂度；另一种算法是基于边缘方向直方图的快速决策算法，通过获得宏块的边缘方向信息，来确定预测模式的方向，从而获得最优或次优的帧内预测模式。本文从预测模式代价函数的选择和提前终止模式判决的基础上，提出了一种新的快速帧内预测模式算法，实验证明本文提出的算法与原算法相比，可以节约50％．75％左右的编码计算时间，信噪比平均下降0．03

3、dB，码率有所上升。最后分析了TI公司的TMS320DM642芯片的系统结构，详细研究了H．264在DSP平台上的优化方法，所做的工作包括：调整存储空间的分配，改变存取的方式和变量的定义，采用内联函数，循环内部流水，线性汇编等方法对H．264中影响编码速度的瓶颈函数进行优化，结合DM642的两级Cache结构充分发挥DMA的能力等。通过优化前后实验结果的对比，可以看出基于DSP编码器的编码速度从之前的1．45帧／秒提高到8．35帧／秒，速度提高了6倍，取得了较好的优化结果。关键词：视频压缩编码，H．264，DM642，帧内预测模式，优化武汉理工大学

4、硕士学位论文AbstractH．264／AVCvideocodingstandardisdesignedtogiveanewtechnicialsolutiontoabroadrangofapplications，suchaslow·bit—rateconversationalservicesandentertainmentqualitybroadcast，interactivevideo-on-demandserviceetc．Sothisstandardobtainsmuchattentionfromacademicandindustrialf

5、ields．Comparedwithpriorstandards，H．264hasachievedgreatefficiencyincompressionofvideo，butthehigh-complexityofH．264hasalwaysbeenafactorofrestrictionofapplicationmostly，SOtostudytheimplementandoptimizationofH．264basedonDSPissignificant．Inthispaper，thekeytechnologiesofH．264areintr

6、oducedfirst，suchasintra．／interprediction，integertransformandquantization，entropycoding．Wegiveadetailedanalysisabouttheinnovationandtheresearchactualitymentionedabove，sequentiallythefutureaboutH．264．Secondly，thepapergivesadetailedanalysisabouttwoarithmeticsoffastintraprediction

7、，theoneisnamedasasub-pixelrapidmode—decisionalgorithm，whichusesasub-pixelpointinsteadofablock—pixelpoint．Everystepinthemode-decisiononlytocalculationasub-pixelpointtoreducethecomplexityofcalculation；Theotherisbasedonthedirectionoftheedgeofthehistogramrapidmode—decisionalgorith

8、m，andcountsthebrinkdirectionofthemacroblock,determiningthedir