基于DM642的H264视频编码器优化和实现

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1、长春工业大学硕士学位论文摘要随着数字视频编码技术的发展和成熟，许多视频编码方案不断被提出和应用。在众多的编码方案中，H．264是目前最有效的编解码标准。H．264标准是由视频图像编码组和运动图像编码组共同开发的新一代视频编码标准。在相同的编码图像质量下，H．264与I{．263、MPEp4标准相比，分别能节约50％和20％的码流，而且加强了对f网络和流媒体应用的支持。作为目前最高效的视频编码标准，H．264的技术特点决定它必然将在视频传播和视频存储领域赢得更多的应用和商机。但是H．264的优越性能是以实现的高复杂度为代价的，这给其嵌入式应用带来了巨大障碍。DSP芯片以其超强

2、的处理速度和较低的资源消耗，在许多应用领域有非常出色的表现。TI公司的DM642芯片是专门为图像视频处理应用设计的，是实现H．264编解码的理想平台。因此研究利用DSP芯片实现H．264标准的实时编解码算法具有实用价值。本文详细分析了H．264视频编码标准，对标准中使用的一些新技术做了比较详尽的探讨。例如帧内预测、帧间预测、变换编码、环路滤波、熵编码等编码技术，其中运动估计是帧间预测技术的重要内容，也是H．264编码器的核心内容之一。运动估计是在参考帧中搜索最佳匹配块，确定运动矢量。主要的搜索方法有全搜索法、二维对数搜索法、三步搜索法、对偶搜索法、非对称十字形多层次六边形格

3、点搜索法和增强预测性区域搜索算法(EPZS)，其中EPZS算法的性能最优。在分析和研究增强预测性区域搜索算法的基础上，结合分级搜索策略，在低分辨率图像帧中根据分割模式的特点来选用恰当的搜索模板，寻找最佳匹配点确定运动矢量，以该运动矢量作为原图像块的运动矢量预测值之一，然后进行区域搜索。编码实验显示，该方法与EPZS算法相比，在压缩编码图像质量不下降的同时可显著减少编码时间。同时本文研究了DM642图像处理平台，结合TI的ReferenceFramework软件框架，以回放显示应用程序为例，建立软件功能框图。在该软件框架下，编写H．264基本档次编码算法库函数，由应用程序调用

4、来完成编码功能。这样的编码算法函数更具有通用性，可以在同系列不同DSP芯片上应用。根据对H．264基本档次编码算法的研究和分析，确定编码流程和编码参数，将编码库函数移植到DM642芯片上实现了低帧率时对图像序列的实时编码。关键词：视频编码，H．264／AVC，运动估计，EPZS，DM642长春1=业大学硕士学位论文Abstract黝thedevelopmentofdigitalvideocodingtechnology,manycodingstandardshavebeenprovidedtothemarket．Amongthem，H．264／AVCisthemosteff

5、icientcodecstandarduntilnow．VideoCodingExpertsGroupandMovingPictureExpertsGroupdevelopedtheH．264standardjointly．UnderthesRnlereconstructionvideoquality,H．264／AVCcansave50％and20％bit—stream，comparedwithH．263andMPEG一4respectively．H．264／AVCimprovestheabilitytosupportthenetworkapplicationandthe

6、videostreamapplication．Asthemostefficientvideocompressionstandard，H．264willbewidelyusedinthevideolransmitionandvideocompression．Butitcomeswi也thecostofhighcomplexity．Andthisistheobstacleforembedded印plicationswimH．264．DSPchips谢mtheirhighfrequenceandlowresourcecostareusedinmanyareas．DM642wasd

7、esignedfordigitalvideoprocessingbyTI，anditistheoptimalplatformforH．264codec．ThisdissertationanalysestheencodingprincipleofH．264，anddescribessometechnologyintroducedbyH．264．Such嬲intraprediction，interprediction，transformencoding，loop-filter,entropyencoding．Andmo