H.264视频压缩标准的变换与量化算法优化与实现

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:tryst8
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
当前我国已成为规模上世界第一的通信大国。宽带网络不断发展建设,通信质量不断提高。视频通信无疑成为关注的热点。而当前的数字视频分配主要以MPEG-2为基础,这是一个近10年的旧标准,已经达到了视频压缩效率的极限。在这种背景下,2001年,ISO与ITU开始组建了包括来自ISO/IECMPEG与ITU-T VCEG的联合视频组(JVT)。JVT的主要任务就是将H.26L草案发展成为一个国际性标准。2003年,国际电联关于数字视频编解码的技术建议H.264被国际标准组织正式接受,成为正式的国际标准。H.264主要包括整数变换、空域内的帧内预测、1/4像素精度的运动估计、多参考帧与多种大小块的帧间预测技术、统一的熵编码码表、基于内容的白适应变长编码与基于内容的自适应算术编码、去块效应滤波器等编码新技术。本论文要实现的目标是:对H.264的整数变换和量化进行优化和实现。软件开发基于windows平台,在前期算法研究时参考的是JM8.4模型,软件版本主要基于x.264代码,采用C语言开发。通过移植,灌入TI公司的TMS320 DM642 DSP处理板。DSP版本的软件代码是C语言和线性汇编混合编程。视频的捕捉通过DSP自带的视频输入口送入到DSP,编码码流通过视频输出口,利用UDP协议实现网络通信。H.264采用的是整数变换和乘法与移位实现的量化方式。整数变换的所有操作运用整数运算处理,不损失解码精确度;它可以确保编码器和解码器之间的零失配反变换;变换的核心部分可以仅仅通过加法和移位实现;标量乘法(变换的部分)可以整合到量化器中,减少乘法次数。而乘法与移位实现的量化方式避免了除法和浮点运算,这大大提高了编码效率。H.264中的整数变换和量化,有两种尺寸—4x4和8x8。在算法选择上基于以下几个方面:-不采用耗费时间过长的算法。-视频格式是D1标清,大的变换块能够得到更好的压缩效率。在图像处理中,大的变换块更能利用图像的相关信息,使得变换后的能量更加集中。-在图像质量相同的情况下,选择执行效率高的算法。通过理论上的分析和算法仿真,自适应尺寸的变换和量化耗费时间过长,对于大尺寸图像,8x8尺寸的质量比4x4稍好,并且执行效率相对较高。最终的选择是,除了帧内16x16预测的情况,其他情况均采用8x8整数变换和量化(帧内采用16x16和8x8预测,帧间预测块尺寸均在8x8以上)。对C语言版本的代码,调整结构体和函数的结构并且使用通用的软件优化方法。经过profile分析编码性能,整数变换和量化是运算密集,耗费时间长的代码段,所以移植到DSP的代码中将变换和量化部分代码改写成线性汇编,并且使用特定指令以减少执行周期。然后根据DSP存储器特点以及两级高速缓存的特性,进行内存分配和cache优化并把经常访问的代码和数据放到片上。最终达到提高执行效率的要求。
其他文献
在当今蓬勃发展的信息时代,数字视频由于高效、直观的信息表达方式而备受青睐。随着H.264与HEVC视频编码标准的推出,实现高性能的视频压缩已成为现实,但同时编解码的计算复杂
GSM-R铁路综合数字移动通信系统最先由欧洲提出并应用,早在十年前,即受到中国铁道部的高度重视,经过严密的理论研究、技术论证,最后被确定为中国铁路调度通信技术体制,将为中国铁
光学梳状滤波器(Interleaver)是密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM)系统中的重要器件。本文针对该类器件中的迈克尔逊Gires-Tournois干涉仪(Michelso
数字水印是近年来发展起来的数字媒体版权保护的一种新的技术,成为当前多媒体安全领域发展最快的热点技术之一,并受到了国际学术界的高度关注。变换域水印算法是数字水印算法的
随着越来越多的无线电设备进入市场,频谱资源变得越来越紧张。学者们不断提出各种不同的方法来提高无线网络的性能。其中最近兴起并流行的一种新技术就是物理层网络编码。物理
随着现代汽车技术的不断发展,汽车电子设备不断增加,进而带来汽车综合控制系统中大量的控制信号需实时交换的问题,传统的采用线束进行点对点的连接方式已经远远不能满足这种
1异常情况  1.12010年1月5日維美乙炔装置函件反应所使用的12度冷冻水目测颜色发黄、异常浑浊,且经一段时间化验观测结果平均为:PH值5.24、硬度为254umol/l,cl-21.99mg/l、总铁40mg/l、电导率57.5us/cm。  1.2根据设计要求12度冷冻水指标为:PH值7.0、硬度<100ppb、cl-无、总铁<0.15mg/l、电导率<10us/cm、总铜<0.01ppm
期刊
在复杂的背景环境中所接收的信号往往是由不同信源产生的多路信号的混合。例如:几个麦克同时收到多个人的语音信号;在声纳、阵列及通讯信号处理中,由于耦合使数据混叠;多传感
我国铁路GSM-R网络的发展目标是在全国建立统一的移动通信网络,而不同厂家设备之间的互联互通就是实现目标的前提条件。对互联互通测试技术的研究是良好完成各厂家之间互通性
多描述编码(Multiple description coding,MDC)是一种有效的、不用重传方式来补偿网络丢包的编码方法。一个输入信源经多描述编码生成多个码流,每个码流称为一个描述,它们独