h.264中去块滤波器的硬件实现及快速搜索算法的研究new

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1、南开大学硕士学位论文H.264中去块滤波器的硬件实现及快速搜索算法的研究姓名：贾连芹申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：耿卫东20060501摘要随着软硬件处理能力不断提高，人们对多媒体信息需求日益增加，导致近二十年中数字视频技术得到了飞速的发展。不同厂商提供的视频码流的互通互联需求促使了国际视频压缩标准的出现，反过来极大地推动了许多数字视频应用领域的发展，如数字电视、互联网流媒体、数字存储个人娱乐影片、视频会议和可视电话等。H．264／AVC是ITU和ISO／IEC联合制订的最新国际视频压缩标准，其中众多新颖的算法特

2、性大幅提高了编码性能，同时运算复杂度也较其他视频标准有巨大增长。如何尽量在保持H．264编码性能的基础上，减少其运算复杂度提高运行速度，是H．264能否实际应用的关键问题。本论文针对硬件实现H．264编解码器问题，在分析H．264各部分运算复杂度和对编码性能贡献的基础上，针对H．264中去块滤波器的特点，综合考虑其各项指标，提出了一种实用的VLSI电路结构，来实现H．264中的去块滤波器。并采用Verilog语言进行描述，在仿真平台上进行验证，最终证明了我们这种电路结构的先进性。为了降低H．264编码器的复杂度，人们做了大量的工作

3、，探索各种帧内帧间预测的快速算法，如：钻石搜索算法，基于六边形的搜索算法，三步法，交叉搜索算法，基于块的梯度下降搜索法，非对称十字型多层次六边形格点运动搜索算法等。本文提出了一种低复杂度的基于全搜索的快速算法-4T快速算法。4T法是基于降采样的快速算法，主要思想是通过减少每个匹配点参与运算的点数来达到快速搜索的目的。现有的快速算法一般都是基于减少参与计算的参考点的数量来达到快速运算的目的，它们一般都是基于这样一个假定，在搜索窗内，随着到最佳匹配点的距离越来越近，匹配误差越来越小且是单调减小。因此，很多快速算法容易陷入局部最优点。4

4、T法是基于全搜索的快速算法，可以明显改善这一点。论文中提出的VLSI电路结构，可以应用到整个H．264编解码器的硬件实现中，同时论文提出的4T快速算法对多媒体软件算法优化有一定参考价值，对H．264视频标准的应用具有重要意义。关键词：H．264／AVC去块滤波器硬件实现快速算法AbstractAbstractWiththerapidprogressofhardwareandsoftwareprocessingabilityandincreasingrequirementofmultimediainformation,digital

5、videotechnologyhasachievedgreatdevelopmentoverthelasttwodecades．Thedemandsfortheinterconnectingcapabilityandinteroperability、析tllvideostreamssuppliedbydifferentvendorsboosttheemergenceofinternationalvideocompressionstandard．Inthemeantime，thestandardizationgreatlypromo

6、tesmanynewapplicationfieldsofdigitalvideo，suchasdigitaltelevision,Internetmultimediastreamingservice，interactivedigitalstorageforpersonalentertainmentandvideoconference．H．264／AVCisthenewestinternationalvideocodingstandard，jointdevelopedbyITUandISO／IEC，agreatmanyofnove

7、lalgorithmcomponentsenhancethecodingefficiencysignificantly,whiledramaticallyincreasethecomputationalcomplexitythanthepreviousstandards．HowtoreduceitscomplexityandacceleratetheexecutionspeedwhilemaintainingtheoutstandingcompressionperformanceisacrucialproblemintheH．26

8、4application．ThisdissertationaddressesthehardwareimplementationproblemofH．264eodee．Basedontheanalysisofvariousalgorithmcompo