H.264在嵌入式多核处理器上的解码优化分析

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1、独创性说明作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者签名：聱焦曼日期：之堑』!：笠大连理：I一大学硕士学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允

2、许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者繇銎堡垒．：导师签名：≥丝＆一孚年半月乒日大连理工大学硕士学位论文1绪论近年来，多媒体技术随着人类进入信息时代而得到迅猛发展，其中与数字视频相关的应用场景也不断拓宽，如数字电视广播、远程监控、数字视频点播、无线多媒体通信等。由于未经压缩的原始视频数据，其数据量之大对于当前有限的传输带宽、或存储空间都是难以承受的，这使得视频压缩(编码)成为国内外研究和应用的热点之一。在过去几十年里，国际上已经成功地制定了面向各种应

3、用的视频编码标准，主要包括用于VCD存储的MPEG一1标准；用于数字视频光盘(DVD)和数字电视广播(DVB)的MPEG一2标准；用于视频会议的H．261／H．263标准：以及允许对任意形状的对象进行编码的MPEG一4标准：尤其是最近国际上新制定的H．264／AvC视频编码标准以及国内的AVS数字音视频编码标准，与以往任何编码标准相比，其压缩效率都至少提高了一倍以上，这已得到各研究机构和多媒体工业界的高度重视，并将引发多媒体产业中一场新的变革，因此对新的视频标准在不同条件下的实现研究，具有十分重要的理论与现实意义。本章首先简单介绍视频编码的基础知识，即视频压缩的背

4、景和基本原理；然后是视频编码标准的历程及其最新进展，包括国际上的MPEG、H．26x系列标准，最新的H．264／AVC国际编码标准和国内的AVS编码标准，并对这些编码标准中的关键技术进行分析，追溯视频编码性能提高的根源所在，提出需要解决的问题；最后就本文所要研究的问题及论文组织进行阐述。1．1视频编码基础视频、图像是人类在多媒体时代无时无刻不在接触的信息，但未经压缩的原始视频数据其数据量之大是现在甚至很久的将来都难以接受的，无论存储、传输都存在很大的问题，一个简单的例子，一帧DVD质量的未压缩图像(720x576，24位色)要占用：1．2MB的空间，如果按每秒30

5、帧，十分钟的数据就是22GB，这样一来一张DVD光盘连十分钟的视频数据都放不下，由此可见进行视频数据压缩的重要性非同一般。同时由于视频数据本身存在着大量的冗余，为进行数据压缩提供了充分的可能性。因此对视频数据的特性进行分析，去除其本身所包含的冗余来达到压缩的目的是十分必要的。1．1．1视频数据的冗余特性视频数据实际上存在大量的冗余，这也是能对其进行几倍、几十倍甚至上百倍压缩的原因所在。这些冗余概括地讲包括时域冗余、空域冗余、统计冗余以及心理视觉冗余。空域冗余：一般一幅图像中经常存在着大量内容一致的区域的，在空间上存在着很大的相关性，对于该类冗余可以通过帧内预测、变

6、换等技术进行消除。郑保重：H264在嵌入式多核处理器上的解码优化研究时域冗余：具体体现为连续图像间的内容变化不大，有很大的相关性，对于该类冗余通常采取帧间预测的手段消除。统计冗余：指在对信息进行熵编码的过程中，若采用不同的编码方法，则编码每个信源符号的平均比特数有时会大不相同，即编码码字间存在不同程度的冗余，因此编码效率有时也会相差甚远，如我们熟知的香农编码、哈夫曼码、游程编码等，对不同的信源所表现出来的性能也是不同的。心理视觉冗余：主要指人眼视觉系统对图像的对比度、色彩、空问、时间、以及频率等特性的分辨能力有一定的限度，因此在一定程度上降低表示信号的精度，人眼察

7、觉不到，从而能够降低数据量，达到压缩的目的。主要包括对比度敏感性、色彩敏感性、纹理敏感性、空间频率敏感性等几个方面，这些特性在降低数据采样速率、分级量化等技术中得到广泛应用。(1)色彩敏感性：人眼对色彩空间中的亮度较为敏感，而对色度信息不太敏感，因此降低色度信息的采样速率能大大降低数据量。陀)纹理敏感性：平坦区域与纹理区域相比，平坦区域的噪声更能引起人眼的注意，编码中的适应性量化技术即是基于这一特性，即通常可以对纹理丰富的区域采用较粗的量化。(3)空间频率敏感性：这一点与纹理敏感性有共同之处，图像中的边缘细节、纹理等在变换域表现常为高频信息，因此丢掉部分高频系数对

8、图像的质量