AVS視頻編碼器的模塊算法優(yōu)化及其在DSP上的實(shí)現(xiàn).pdf

1、AVS是我國(guó)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的提出既改變了第一代信源編碼技術(shù)落后的局面，也解決了AVC專利許可問(wèn)題死結(jié)。與當(dāng)前流行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4和H.264/AVC相比，有性能高、計(jì)算復(fù)雜度低、專利費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但目前AVS編解碼芯片與軟件還不成熟，其產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)還有很長(zhǎng)的路要走。因此，對(duì)AVS編碼器的研究具有極為重要的意義。
　　 為此，本文在研究多媒體技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及目前各種視頻壓縮技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)AV

2、S編碼器中的亞像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)和幀間模式選擇模塊進(jìn)行了研究，并提出了快速算法，提高了編碼速度。然后將編碼器和快速算法移植到了DM642平臺(tái)上，為AVS的實(shí)時(shí)編碼和應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
　　 論文的主要工作包括：
　　 1.對(duì)亞像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)進(jìn)行研究，并提出了兩個(gè)有效的快速搜索算法。為了獲得較好的圖像質(zhì)量和高的編碼效率，AVS采用了1/4像素精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)。但標(biāo)準(zhǔn)中采用的亞像素全搜索算法的計(jì)算量在運(yùn)動(dòng)估計(jì)中占了非常大的比重，因此

3、減少亞像素的搜索時(shí)間尤為重要。由于視頻序列具有中心偏置特性和較強(qiáng)的時(shí)空相關(guān)性，所以本課題從這兩個(gè)方面來(lái)研究減少亞像素搜索的耗時(shí)，提出了兩種快速算法。一種算法考慮中心偏置特性，根據(jù)整像素最優(yōu)點(diǎn)和次優(yōu)點(diǎn)的方位關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè)亞像素運(yùn)動(dòng)矢量的方向，使亞像素的待搜索點(diǎn)數(shù)由16個(gè)降低到4～8個(gè)。該算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，編碼效果較好，適合在硬件和實(shí)時(shí)系統(tǒng)中應(yīng)用。另一算法利用時(shí)空相關(guān)性，用宏塊的空間和時(shí)間上的相鄰塊的運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量，降低搜索時(shí)間。

4、該算法能使編碼器的編碼時(shí)間節(jié)省21％～36％，編碼效果稍好于上一方法，但實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。在具體的視頻應(yīng)用中，可以根據(jù)不同需求，選擇一種合適的快速算法使用。
　　 2.在統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，提出了一種基于預(yù)測(cè)和閾值判決的幀間模式選擇快速算法。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)4種幀間模式和Skip、幀內(nèi)等6種模式都進(jìn)行了搜索。每種幀間模式下都進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，而對(duì)全部的搜索模式都要進(jìn)行率失真計(jì)算，這樣的搜索策略是非常耗時(shí)的。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前塊的最佳編碼模式與其時(shí)間和空間上

5、相鄰塊的最佳編碼模式相同的概率非常大，因此可以用相鄰塊的最佳編碼模式來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前塊最可能的編碼模式，從而減少搜索的模式，節(jié)省編碼時(shí)間。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)于不同的視頻序列，該算法在保證圖像質(zhì)量和比特率幾乎不變的情況下，編碼總時(shí)間節(jié)省了23％～59％。
　　 3.把AVS編碼器及本課題提出的快速算法移植到嵌入式DM642平臺(tái)上，并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)視頻獲取方法和數(shù)據(jù)回傳。一是基于UDP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳輸，DM642對(duì)接收到的視頻序列進(jìn)行編碼。二是D