運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)研究及其在DaVinci平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn).pdf

1、如今，社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步離不開(kāi)穩(wěn)定和諧的社會(huì)秩序，因此安防問(wèn)題逐漸成為各國(guó)重視的國(guó)際問(wèn)題。作為安防領(lǐng)域的主要方式，視頻監(jiān)控以其實(shí)時(shí)性，可視性和可控性等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)得到廣泛的應(yīng)用。隨著視頻編碼技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)得到了全面發(fā)展。
　　 作為視頻監(jiān)控的核心技術(shù)，視頻編碼技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著視頻監(jiān)控技術(shù)的進(jìn)步。視頻編碼技術(shù)通過(guò)去除數(shù)據(jù)自身的冗余和利用人類視覺(jué)系統(tǒng)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻壓縮。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，ISO和

2、ITU-T 就分別制定了MPEGx系列標(biāo)準(zhǔn)和H.26x系列標(biāo)準(zhǔn)，這些主流的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。為打破專利上的束縛，我國(guó)組織制定了具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的的音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，即AVS標(biāo)準(zhǔn)。本課題就來(lái)源于一個(gè)基于AVS的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要應(yīng)用于安防領(lǐng)域的視頻監(jiān)控。
　　 運(yùn)動(dòng)估計(jì)作為視頻編碼技術(shù)的重要組成部分，很大程度上影響著視頻編碼的效率和質(zhì)量。綜合考慮算法的硬件實(shí)現(xiàn)、復(fù)雜度、編碼效率和編碼質(zhì)量，常用的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法已

3、不再適應(yīng)視頻監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用。有鑒于此，本文提出了一種應(yīng)用于視頻監(jiān)控的自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法，包括整像素快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法和1/2 像素的快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法。本文提出的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法充分利用了運(yùn)動(dòng)矢量的中心偏置特性和視頻監(jiān)控領(lǐng)域的視頻特性，對(duì)搜索模式和分塊模式具有自適應(yīng)編碼特性。本文提出的1/2 像素快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法充分利用了匹配誤差單調(diào)性的特點(diǎn)，對(duì)搜索點(diǎn)進(jìn)行了提前預(yù)測(cè)，減少了搜索點(diǎn)數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明，本文所提出的算法在基本不影響視頻質(zhì)量的前提下，

4、較大幅度的提升了編碼速度，而且算法易于硬件實(shí)現(xiàn)。
　　 本課題采用了TI公司最新的DaVinci 技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并在數(shù)字視頻評(píng)估模塊（DVEVM）上進(jìn)行仿真評(píng)估。結(jié)合DSP特點(diǎn)，從編譯選項(xiàng)優(yōu)化、C 代碼級(jí)優(yōu)化、線性匯編優(yōu)化，cache和DMA 優(yōu)化等方面，本文提出了基于TMS320DM6446 平臺(tái)的AVS 編碼器幀間編碼算法的框架設(shè)計(jì)優(yōu)化和DSP 優(yōu)化。通過(guò)合理科學(xué)的使用各種優(yōu)化方法，大幅提升了系統(tǒng)在硬件平臺(tái)的編碼速度，基本達(dá)