论文部分内容阅读
H.264/AVC是视频编码专家组ITU-T和运动图像专家组MPEG共同制定的视频编码标准。与现有的标准相比,H.264获得了更高的压缩性能,同时具有更好的网络适应性。但这些优势的取得都是以增加运算开销为代价的,对硬件的存储空间和处理能力提出了更高的要求。 运动补偿技术是包括H.264在内的混合视频编码的一项关键技术,它可以有效地消除视频序列在时间上的相关性。由于H.264采用了多种块划分模式和1/4像素精度的运动估计,以及采用了多参考帧预测技术,使得运动估计模块的计算复杂度大大提高,其计算时间占整个解码器的60%(单帧参考)到80%(5帧参考)。为了降低H.264编码器的计算复杂度,本文对运动估计快速算法做了深入的研究,针对运动矢量搜索和多参考帧预测两部分提出了相应的快速算法。分别为基于线性预测的准菱形搜索算法(LPPDS)和基于空间预测的多参考帧选择算法。 基于线性预测的准菱形搜索算法运用小菱形搜索模板,先以预测到的最小失真点作为搜索中心进行一轮小菱形搜索,然后采用线性预测确定下一轮搜索的最佳中心点,从而更快的找到最优整像素点。同时,该算法能很好地与多种分像素快速搜索算法结合使用,从而降低整个运动估计的时间。实验表明,该算法在取得了与菱形搜索算法几乎一致的压缩效率和图像质量的基础上使搜索点数平均减少了约一半。 基于空间预测的多参考帧选择算法利用邻近块的最佳参考帧信息来预测当前块的最佳参考帧,建立最佳参考帧候选集。通过只在参考帧候选集中搜索最佳参考帧来减少参考帧选择的时间。同时引入了一个自适应的运动补偿代价门限来减少最佳参考帧被漏选的情况,从而保证了压缩效率和图像质量。 最后,本文还对基于DSP的H.264解码器的存储结构做了深入的研究,对于一个基于DSP的解码器软件实现,存储结构的设计是重要组成部分。合理的存储结构既有利于提高数据访问的速度又有利于程序在不同平台的移植。本文在充分考虑了DSP片内存储资源和片内、外数据调度问题的基础上,提出了一种基于双缓存结构的H.264解码器存储结构,并通过实验证明该结构的合理性。