H.24视频编码算法和并行优化的研究.docx

摘 摘 要 H 264是继H 263之后的下一代视频压缩编码新标准，其主要优势在于：更 高的编码效率、更好的图像质量、更强的时延适应性、更强的容错能力、以及更 好的网络适应能力。虽然H．264的标准化工作在国际上已经进行了一段时间，但 是国内对H．264的研究工作还是非常少。同时，H264编解码算法非常复杂，最 新的测试模型远远不能满足实时的要求，这就要求从算法优化和代码优化两方面 寻求加快编码速度的解决方案，最终达到优化的目的。 本论文的研究内容来源于国家自然科学基会资助的项目“}L26L视频编码算 法研究及其DSP实现”(批准号，主要完成了H264视频编码算法 和并行优化的研究。具体而言‘，本论文的工作主要包括以下三个方面： l详细剖析了H264独有的分层系统结构和抗误码策略 H．264从概念上将视频编码方案分为两层，把视频编码技术的核心放在视频 编码层(VCL，Video Coding Layer)上实现，而编码后视频的外表现放入网络抽 象层(NAL，Network Abstraction Layer)中。本文分别对这两层的特点和性能进 行了讨论。首先对H．264的视频编码层的编码效率进行了分析，接着讨论了网络 抽象层的设计思想，最后对H．264的多个抗误码策略在不同网络环境下的性能进 行了仿真。 2对H．264中若干关键算法进行了理论分析和仿真，并提出了新的改进方案 本文对H．26L和H．264中不同的整数余弦变换的原理进行分析，给出了传统 整数余弦变换矩阵生成的通用算法；提出了～种基于简化的自适应块变换和自适 应通用变长编码的视频编码新方案；传统的双向预测一般重用了独立前向预测和 后向预测的结果，本论文提出了基于独立预测的迭代优化方案，改进了传统独立 预测的性能。 3完成了H．264编解码器的算法优化和代码优化 为了提高编码性能，H264的编解码算法中采用了大量的先进技术。但是这 些技术在提高编码效率的同时，也极大地增加了算法的复杂度。本论文在对H．264 编解码器进行复杂度分析的基础上，对H．264编解码器进行算法优化和代码优 化。算法优化方面，把目前流行的快速运动有哪些信誉好的足球投注网站算法应用到H264编码算法当中， 并且提出了一种新的适合H．264新特性的更为快速的有哪些信誉好的足球投注网站算法；并且将复杂的帧 内预测分解为二阶滤波器和三阶滤波器的和，以简化帧内预测过程。而在代码优 化方面，给出了基于MMX技术的编码器中各个关键模块的实时优化方案，并在 TMl300 DSP上对H 264编码器进行了优化。实际的测试结果表明，经过优化后 的编码算法在Pc计算机上对QCIF能达到实时，在TMl300 的编码算法在Pc计算机上对QCIF能达到实时，在TMl300 DSP上QcIF也可 以达到8帧／秒的编码速度，而解码算法在Pc机上CIF基本能达到实时。 关键词：H．264，并行优化 AbstractH．264 Abstract H．264 is the next generation new video coding standard after H．263 The superiority of H．264 resides in：up to 50％bit rate saving，high quality video，flexible adaptation to delay constraints，robust error resilience，and good network friendliness． Although the standardization of H．264 has been in progress for the last two years． domestic researches in such field are rare．And the complexity of the H．264 video coding algoritlma is also arl under-solved problem，which requires optimizing solutions from the following two points of view：algorithm optimization and code optimization． H．264 is divided to two layers in concepts，that is，the video coding layer taking charge of the video coding core task，and the network abstraction layer responsible for the outer appearan