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多媒体技术的发展使图像信息逐渐成为交互的主要内容之一,解决视频图像存储与传输问题的压缩编码技术一直以来是国内外研究的热点。由ISO/IEC MPEG和ITU-T VCEG联合制定的最新视频编解码标准H.264,采用了许多与以往标准不同的先进技术,在图像质量、压缩率和传输码流的鲁棒性等方面有着巨大优势的同时,极大提高了编解码效率和性能。但同时,编解码算法的复杂度和运算量也大大增加。因此,如何降低运算复杂度,提高编码速度是实现实时编解码的关键。TMS320DM642是TI公司推出的一款针对多媒体处理领域应用的DSP,它在C64x的基础上,增加了很多外围设备和接口,是嵌入式视频系统设计的首选平台。本文深入研究和分析了H.264视频编解码器的技术,并对基于DM642的H.264编解码器的实时实现和优化进行了研究,主要研究工作和成果如下:⑴深入研究了H.264编解码器的层次结构,数据结构和编码技术,特别是对其先进的新技术进行了深刻的理解和研究,并对运动估计、帧内/帧间模式、整数变换等进行了详细的分析。⑵对H.264编解码器的开源代码模型T264进行了深入的剖析,分析了T264模型的运算特点和采用的运动估计算法,确立了算法复杂度较大和占用时间较多的模块所在,从算法角度对编码器中运算复杂度和运算量较大的运动估计部分的搜索算法模块进行了改进,给出了基于非对称大十字形和六边形的搜索算法,即非对称大十字_六边形搜索法。并通过大量实验,验证了改进后的算法在保持较好图像质量的情况下,降低了算法复杂度,提高了编码速度。⑶研究了帧间跳跃(SKIP)模式的早期快速预判,优化了SKIP模式的早期快速预判准则,并将优化后的准则运用于改进后的算法中。实验表明,优化后的算法在编码性能影响极小的情况下,有效地降低了T264模型算法的复杂度,进一步提高了编码速率。⑷分析了DM642 EVM开发板的结构特点,结合DM642硬件的特点和性能,讨论了将H.264算法从PC平台成功移植到DM642 EVM开发板的基本思想和详细过程,并从内联函数、TI标准图像库中的函数的使用以及线性汇编等方面在硬件平台上对算法进行大量优化。实验结果表明,经过移植和优化的算法达到了视频图像编解码的实时要求。