本文關鍵詞：H.264運動估計算法優(yōu)化研究

  更多相關文章： H.264 運動估計 視頻編碼 DM642 x264 優(yōu)化

【摘要】：H.264/AVC是由ISO/IEC和ITU-T聯(lián)合制定的新一代視頻編碼標準,具有更高的壓縮效率、更好的圖像質量和穩(wěn)定的網(wǎng)絡友好性。然而,H.264/AVC在獲得高效編碼性能的同時也導致了巨大的編碼復雜度,阻礙了其實時應用與推廣。為了縮短編碼時間,提高編碼系統(tǒng)的工作效率,有必要針對其中耗費時間和資源較多的運動估計模塊進行算法優(yōu)化。另外,視頻編解碼技術的嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)也得到了越來越多的重視,由于DSP固有的高速數(shù)據(jù)處理能力,目前將軟件編碼器移植到DSP平臺是一個研究熱點。本文研究了H.264/AVC運動估計算法優(yōu)化,并以DM642為硬件平臺,針對x264編碼器進行了移植與優(yōu)化。主要工作包括:(1)分析了視頻編碼技術和運動估計算法的研究現(xiàn)狀,介紹了H.264/AVC視頻編碼標準的編解碼結構以及主要編碼技術;闡述了H.264/AVC塊匹配運動估計方法的原理與相關技術,分析了經(jīng)典塊匹配運動估計算法和現(xiàn)有快速運動估計算法的優(yōu)缺點。(2)為減少運動估計計算量,提升視頻編碼效率,提出了一種多級自適應快速整像素運動估計算法(MA_DHUS)。首先,根據(jù)前一幀的幀級運動強度和當前塊預測運動矢量(PMV)分別預測幀級和宏塊級搜索范圍,取其中最小值作為最終搜索范圍。其次,根據(jù)宏塊級運動強度,將宏塊分為低、中、高三種運動強度類型,針對不同的類型自適應選擇菱形、改進的六邊形、UMHexagon S算法模板。然后,根據(jù)宏塊運動矢量方向性,對高運動強度類型宏塊采取方向自適應搜索策略。最后,對UMHexagon S算法進行了改進。實驗結果表明,本文算法有效降低了運動估計的運算時間,而只帶來了很小的編碼性能下降,并能適應各種運動類型的視頻序列。(3)選擇DSP開發(fā)板QXD-DM642DVS作為硬件平臺,在分析x264編碼流程的基礎上,將x264的基本檔次移植到DSP平臺上;然后針對DM642芯片的特點,進行了一系列優(yōu)化。最后將本文提出的MA_DHUS算法集成在x264編碼器中,實現(xiàn)了x264編碼器在DSP平臺上的正確編碼。測試結果表明,優(yōu)化后的x264編碼器處理速度有了很大的提高。
【關鍵詞】：H.264 運動估計 視頻編碼 DM642 x264 優(yōu)化
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.81
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 課題研究背景與意義15-16
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 視頻編碼標準的發(fā)展過程16-17
• 1.2.2 視頻編碼技術研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 運動估計算法的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.4 視頻編解碼器的硬件實現(xiàn)19-20
• 1.3 本文內容及結構安排20-22
• 第二章H.264/AVC視頻編碼及運動估計技術22-40
• 2.1 H.264/AVC的檔次和級22
• 2.2 H.264/AVC視頻編碼技術22-31
• 2.2.1 H.264/AVC標準編解碼框架22-24
• 2.2.2 H.264/AVC視頻編碼中的關鍵技術24-31
• 2.3 H.264/AVC中的運動估計技術31-39
• 2.3.1 基于塊匹配的運動估計與補償原理31-32
• 2.3.2 運動估計中相關技術32-35
• 2.3.3 經(jīng)典整像素運動估計算法35-39
• 2.4 本章小結39-40
• 第三章 多級自適應快速整像素運動估計搜索算法40-59
• 3.1 開源編碼器的選取40
• 3.2 算法引入40-41
• 3.3 運動強度的定義及計算方法41-42
• 3.3.1 幀級運動強度的引入41-42
• 3.3.2 宏塊級運動強度的引入42
• 3.4 MA_DHUS算法42-52
• 3.4.1 MA_DHUS算法設計思想42-43
• 3.4.2 自適應搜索范圍的引入43-44
• 3.4.3 自適應模板搜索模式44-45
• 3.4.4 改進的六邊形搜索模式45-46
• 3.4.5 UMHexagonS算法的改進46-50
• 3.4.6 MA_DHUS算法流程50-52
• 3.5 系統(tǒng)仿真及實驗結果分析52-58
• 3.5.1 系統(tǒng)仿真環(huán)境52
• 3.5.2 實驗結果與分析52-58
• 3.6 本章小結58-59
• 第四章H.264/AVC視頻編碼器的DSP移植和優(yōu)化59-76
• 4.1 DSP硬件平臺及開發(fā)工具59-61
• 4.1.1 TMS320DM642 處理器59-60
• 4.1.2 硬件開發(fā)環(huán)境QXD-DM642DVS開發(fā)板60-61
• 4.1.3 集成開發(fā)環(huán)境CCS61
• 4.2 X264 在TMS320DM642 DSP上的移植61-64
• 4.3 基于TMS320DM642 DSP的X264 編碼器優(yōu)化64-73
• 4.3.1 存儲器優(yōu)化64-67
• 4.3.2 軟件優(yōu)化流程67
• 4.3.3 軟件項目級優(yōu)化67-69
• 4.3.4 C語言級優(yōu)化69-71
• 4.3.5 匯編級優(yōu)化71-73
• 4.4 優(yōu)化結果分析73-75
• 4.5 本章小結75-76
• 第五章 總結與展望76-78
• 5.1 工作總結76
• 5.2 工作展望76-78
• 參考文獻78-83
• 致謝83-84
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文84

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本文編號：616650