基于dsp的avs视频编码研究与实现课件

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1、基于DSP的AVS视频编码系统研究与实现硕士姓名：袁义雷学号：1020349190专业：信号与信息处理指导导师：陈健教授课题内容及意义视频压缩是多媒体领域的关键技术，各种压缩算法应运而生，同时国际国内各标准化组织制定了相应的技术标准。如何有效利用这些技术和标准，乃至改进某些技术细节，是本课题研究的内容之一，也是课题研究的意义所在。视频压缩的实时性要求越来越高，而利用DSP实现视频的实时压缩是一种非常好的方案。如何充分利用DSP的性能和特点，实现代码的移植和优化，是本课题研究的另外一个重要内容，也是课题研究的意义所在。基于DSP的视频压缩系统能广泛应

2、用于可视电话、数字视频会议和视频监控等领域。6/15/20212研究背景AVS视频编码标准的制定我国于2002年6月成立“AVS标准工作组”。2003年底基本完成AVS视频编码标准（V1.0)的制定。DSP技术的进一步发展采用了先进的流水线结构，哈佛总线体系及硬件乘法器等等，因而能够实时地处理多种数字信号，这是传统微处理器所不能达到的。随着DSP生产工艺的不断提高，使得DSP性能不断提高，价格不断下降。尤其是TI公司新推出的DM642芯片为视频编码方案提供了出色的解决方案。6/15/20213基于DSP的视频编码系统方案6/15/20214AVS视

3、频标准编码框图6/15/20215AVS视频编码标准关键技术变换/量化帧内预测/帧间预测熵编码环路滤波6/15/20216整数变换8×8整数变换矩阵：6/15/20217帧内预测亮度：5种预测模式色度：4种预测模式6/15/20218帧间预测新的滤波方案对半像素使用4拍滤波，代替AVC的6拍滤波半像素插值:（-1/8，5/8，5/8，-1/8）1/4像素插值:（1/16，7/16，7/16，1/16）色度采用1/8双线型插值Aa1bBcdef2h3i4jklmC5D6/15/20219帧间预测新型的双向预测模式:Symmetricmode只编码一个

4、前向运动矢量，后向运动矢量根据帧间距离推导得出在两个方向同时搜索得到最优的运动矢量BMV=-FMV*d2/d16/15/202110环路滤波简单的环路滤波Intra宏块边界（1，2，1）例：P0=（p1+2xp0+q0+2)>>2Inter宏块边界（1，-3，3，-1）6/15/202111AVS视频标准性能测试测试软件AVSRM5.0JVTJM75c6/15/202112AVS与H.264性能比较6/15/202113AVS视频编码算法改进帧内预测及改进算法运动估计算法及改进基于下采样的SAD算法6/15/202114帧内预测及改进算法存在问题分

5、析8×8的块用到所有33个像素值的比率不大，这样造成5种预测模式效率并不是很高。另外，最可能模式在帧内预测中被命中为最佳预测模式的概率很大（80％左右），所以如果优先考查最可能模式，采用快速算法能大大缩短帧内预测的时间。6/15/202115帧内预测及改进算法去掉模式4简化模式46/15/202116帧内预测及改进算法快速帧内预测算法：优先考查最可能预测模式，计算出该模式下的Cost值，然后将该值与一自适应阈值（threshold）比较。如果比threshold小，则直接把最可能模式作为最佳模式，不再考查其他4种预测模式。6/15/202117帧内

6、预测算法测试比较第n帧123456。。。码率kb/s原方案274864275320275064275080275192274848。。。8252.07本方案279736279512279896279736279976279416。。。8398.52命中数730730732735740739。。。PSNRY本方案：40.29；原方案：40.346/15/202118运动估计算法及改进UMHexagonS算法搜索步骤初始化运动搜索起始点；X轴方向与Y轴方向幅度不同的“十字”搜索；3）不均匀的多点“六边形”搜索；4）拓展的基于“六边形”的搜索。6/15/

7、202119UMHexagonS算法改进6/15/202120命中次数统计搜索点AkiyoWeatherCoastguard16个搜索点命中次数6760306581435088个预去除点命中次数188229813357百分比2.78％7.5％9．3％6/15/202121简化UMHexagonS与UMHexagonS测试数据性能WeatherAkiyoForemanGrandpaBus码率变化0．098%0.045%0.096%0.081%0.112%PSNRY变化-0.02%-0.01%-0.02%-0.02%-0.03%6/15/202122基

8、于下采样的SAD算法及测试结果第n帧12345。。。码率kb/s4像素下采样17177617173617148017208