基于流模型的高清h.264编码器优化实现

《基于流模型的高清h.264编码器优化实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、国防科学技术大学硕士学位论文基于流模型的高清H.264编码器优化实现姓名：吴伟申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：张春元20091101国防科学技术大学研究生院硕十学位论文摘要H．264作为一种新的视频编码标准，其高图像质量和高压缩比的性能对学术界和市场都具有极大的诱惑力。但是H．264的计算复杂度很高，需要一种高效的实现方法。虽然可编程处理器比专用的ASIC设计具有更为强大的优势，但是高清标准的H．264实时编码对于大多数的可编程处理器来说都是一个挑战。随着流计算、流应用概念的不断涌现，流处理

2、器逐渐成为微处理器研究的热点之一。另一方面，基于模型的设计已经被广泛地用于处理复杂的媒体程序。流模型，一个基于模型的显式编程方法，正是伴随着流处理器的出现而产生的一种设计方法，在许多计算密集领域展现出了令人惊讶的有效性。流模型对媒体处理的强大支持使得H．264的实时编码成为可能。以此为基础本文提出了H264流化的一般性方法，并实现了基于流模型的高清H．264编码器。这个编码器是一个完全由高级语言编写的纯软件的执行方案，没有使用任何特定的硬件和算法支持，它可以运行在多个通用可编程计算平台上，包括通用PC平台、嵌

3、入式平台、DSP平台和可编程流处理器平台(STO刚)。结果显示流化使得H．264在多种处理器体系结构上均能取得显著加速，X86CoreTM2E8200上的加速比为1．8，MIPS4KEc上的加速比为3．8，TMS320C6416DSP上的加速比达到了5．5，而STORM．SPl6G220上的加速比达到了6．2。尤其是流处理器，对1080P标准的视频图像可以达到30．3fps的编码速率，满足了实时编码的需求，而且功耗和硬件成本也符合嵌入式应用的要求。本文还对比分析了流化前后的程序结构特征和执行特征，结合处理器体

4、系结构特征揭示了流化提高性能的根本原因，分析表明对于H．264这样的复杂多媒体程序进行流化是值得的。文章的H．264流化方法对其它多媒体应用的流化和专用硬件加速器的设计也具有借鉴意义。主题词：流模型，H．264编码器，实时，可编程，1080P全高清第i页国防科学技术大学研究生院硕十学位论文ABSTRACTH．264，aSanewvideocodingstandard，aimsathi．ghqualityandhi曲compressionofvideopicture．Anditsperformancehasat

5、tractedacademiaandbusinesscircles．However，H．264requireslargeandintensivecomputation．Thus，itiseagertofindanefficientimplementationforH．264coding．Real—timeencodingofhigh—definition(HD)H．264video(upto1080p)isachallengetomostexistingprogrammableprocessorsalthou

6、ghprogrammableprocessorshavegreatadvantageoverdedicatedASICdesignunderintensetime-to—marketpressure．Withtheappearanceofstreamcomputingandstreamapplication，streamprocessoriSbecomingoneofthehotspotsinmicroprocessorresearch．Ontheotherhand，model—baseddesigniswi

7、delyacceptedindevelopingcomplexmediaprogram。Streammodel．anemergingmodel—basedprogrammingmethodwhichOCCurStogetherwithstreamprocessor，showssurprisingefficiencyonmanycompute-intensivedomainsespeciallyformediaprocessing．StreammodelispromisingtomakeH．264real—ti

8、meencoderwithitsstrongsupportformediaprocessing．Onthebasis，thispaperproposesasetofstreamingtechniquesforH．264encoding，andthendevelopsallofthecodebasedontheX264referencecode．OurstreamingH．264encoderisap