基于多媒体指令集视频编码优化的研究

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1、华北电力人学硕__ij学位论文摘要目前，多媒体和数据通信中存在大量计算密集型程序，虽然它们在整个软件系统中的代码量不足10％，但在程序运行时却占约90％的计算时问。这些代码通常有占用运行时间较多、大量重复循环等特征。代码优化是提高应用程序性能的重要手段之一，单指令多数据流(SignalInstmctionMultipleData，SIMD)，作为一项动态改善应用程序性能的技术，已被工业界广泛接受。本文介绍了H．264编码算法的原理和SIMD技术，阐述了H．264视频编码标准中用到的关键技术，基于源代码对整体框架结构做了深入的

2、分析，利用SIMD技术对H．264算法中过于耗时的函数进行优化，从而提高帧内编码的效率等。鉴于视频编码标准的应用的广泛性和强大的实用性，以及视频压缩编码的目前发展情况及其特点，本文基于x264对H．264编码器的实时应用的研究，主要完成了以下工作：首先，仔细研究了H．264视频编码标准以及其中用到的算法及关键技术，总结了MMx指令集并概括其特点。其次，在深入学习x264的源码的基础上，得到了x264的码流整体框架结构，并对结构中的主要过程进行了讨论研究；接着论述了利用MMX技术针对X264算法中耗时比较多的几个模块的优化过程

3、，其中包括帧内预测，帧问预测，DCT变换，滤波等。再次，在优化前后的性能对比中，不止是从信噪比，帧率，码率上来看，还从耗时上进行了分析，综合多种因素检验优化效果。在加载多媒体后，信噪比和码率不变的情况下帧率大幅度提高，宏块分析编码时间大幅度降低，达到了优化要求。最后，在vs2008环境下调试代码通过，解出的CIF格式视频序列的码流能达到实时传输，达到了优化的目的。关键词：视频编码，SIMD，X264，优化AbstractAtpresent，merearesomanycomputingintensiVepro铲锄sinthes

4、oRwareofmultimediaanddatacommunication．Althoughmeamountofmeseprogr锄sarelessthan1O％ofthewholecodesinthesoftwaresystem，ittakesup90％ofthecalculatingtimeduringthepro野amexecution．Fortunately，thesecodeshavecommoncharacteristics，suchasmuchtimeoccup姐ngandmany100psrepeating

5、．Codeoptimizationisanimportantmeanstoimprovingtheperfomlanceofapplicationpro伊锄，SIMD，asatecllllologyto1mproVetheperfomanceofapplicationpro伊锄dyn锄ically，hasbeenwidelyacceptedbytheindust工ycommunity．InthispaperithasintroducedthepmcipleofH．264encodingalgorithInandtheSIMD

6、techn0109y，elaboratedthekeyte6hniquesofH．264videoencodingstandard，andgiVendeepanalysistotheinte伊a1仔锄estllJcturebasedonthesourcecode，whatismore，the如nctionsthatmuchtootime．cons眦1ingintheH．264algorit№haVebeenoptimizedbySIMDtecllll0109y，thustoincreasetheef!ficiencyofin

7、tra—coding．InviewoftheextensiveapplicationandstrongpracticabilityofVideocodingstandard，alongwiththerecentdevelopmentofvideocompresscodinganditscharacteristics，thispapermainlydosomeresearchontherealtimeapplicationofH．264encoderbasedon)(264，anditsmainworkincludesmefo

8、llowingparts：FirstlV，H．264videoencodingstandardaswellasmemainalgorithmbeenusedinit，anditskeytecllniqueshasbeenresearchedbydetail，andthentheMMXand