浅议基于bf-533 dsp的h.264avc视频编码算法实现与优化

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1、西南交通大学硕士学位论文基于BF-533DSP的H.264/AVC视频编码算法实现与优化姓名：赵哲申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：彭强20080401西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要H．264／AVC是国际电信联盟ITU-T的视频编码专家组VCEG和国际标准化组织ISO／IEC的运动图像专家组MPEG联合制定的新一代视频编解码标准，其主要目标是为了获得更好的图象压缩效率及更强网络适应性。由于该标准采用了许多最新的视频编码技术，极大地提高了压缩性能，在相同的重建图象质量下，能够比H

2、．263节约50％左右的码率，并且由于采用“网络友好”的码流结构和语法，加强了对各种信道的适应能力，有利于对误码和丢包的处理。但是，H．264／AVC的高效性是以相当高的计算复杂度为代价的。这也使得在实际的视频应用中达到实时效果具有相当大的难度。·另一方面，随着现代数字化进程和半导体芯片制造工艺的加速发展，数字信号处L里(DSP)技术以其优良的性能和低廉的价格得到了广泛的应用，已经具有了非常高效的指令系统和优异的运算性能，为实现高效的音视频信号处理提供了可能性，因此在目前的视频应用系统中，以DSP为核心

3、加上适当的外围部件形成的视频编解码系统成为该应用领域的研究热点。本文以目前业界领先的DSP芯片供应商ADI公司的Blackfin533DSP为硬件平台，努力实现一种H．264／AVC视频编码系统，同时也是对具有优秀压缩性能的H．264／AVC标准不断得以实际应用的一种尝试。首先，本文通过深入研究H．264／AVC编码的两个计算复杂度较高的部分：帧内预测，帧间块划分模式选择，提出和改进了一些相关的快速算法，实验的结果也表明快速算法在很小的PSNR代价下有效地提高了编码速度；然后将H．264／AVC标准的J

4、M模型测试代码移植到DSP硬件平台上，并完成了相关快速算法的实现；最后从程序级、算法级、存储器以及指令级四个层面，分别对编码系统进行了整体的调整和优化，目的是提高系统的编码速度。实验结果也验证了本文的优化实践在节约编码时间、提高编码效率上达到了较好的效果。关键词：视频编码，H．264／AVC，帧内预测，帧间模式选择，DSP，’移植与优化西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractH．264／AVC1SthenewestIntemationalvideocodingstandardjointly

5、developedbytheITU．TVCEGandtheISO／IECMPEGstandardscommittees，whichaimstosignificantlyimprovecompressionperformanceandenhancerobustnesstonetworkenvironments．Toachievesuchahighcodingefficiency，H．264／AVCadoptsmanynewandadvancedcodingtechniques，ComparedwithH．

6、263。H．264／AVCcanachieveapproximately50％ofbit．ratereductionwithequivalentvideoqualityrespectively．Atthesametime，H．2647AVCenhancesabilityoferrorresilienceandnetworkadaptationwiththehelpof“network—friendly'’bitsstreamsyntaxandsemantics．Buttheincreaseincodin

7、gefficiencycomesattheexpenseofseveraltimesincomplexitywithrespecttoearlierstandards．Thehighcodingcomplexityhassignificantimpactontheapplicationsofrealtimevideocoding．’Ontheotherhand，withthefastdevelopmentofmodemdigitalsignalprocesstechnologyandthemanufac

8、tureofsemi-conductor，DigitalSignalProcessor(DSP)technologyhasbeenwidelyappliedbecauseofitspredominantpropertiesandcheapprices．DSPtechnologypossesshighefficiencyinstructionsytemandfastcomputationperformanceanditiseffectivet