论文部分内容阅读
视频压缩标准是视频技术得到广泛应用的决定性因素,是国内国际技术交流的基础。MPEG-1标准的制定导致了VCD的发展,MPEG-2标准是DVD和数字电视及HDTV发展的前提,MPEG-4标准引发了大量的基于因特网的视频应用,H.261和H.263标准等在视频会议方面发挥了重要的作用。
H.264编码标准作为MPEG-4 14496-2的补充,其目的在于进一步挖掘现有编码技术的潜力,实现高画质、低比特率的编码效果。H.264可以达到很高的编码效率,具有很好的市场应用前景。但是,由于H.264编码标准引入了大量复杂度较高的时间和空间编码算法,因此深入研究H.264,设计和优化编码算法,实现实时编码就具有十分重要的意义。
本文结合一个基于TI TMS320C6416 DSP实现H.264实时视频压缩编码系统的项目开发工作,研究如何对H.264算法进行优化,以达到实时编码的要求。首先研究H.264/AVC的编码系统,分析H.264采用的主要编码算法,对其中复杂度较高的模式选择算法进行改进,然后对已有的实现H.264编码算法的代码进行比较和分析,选择适合移植到C6416的代码,然后就是对算法进行优化,优化是要基于C6416 DSP的,利用C6416强大的处理能力,分别从C代码级和线性汇编级进行展开,在C代码级别上,定义好数据结构,主要采用内联函数,数据打包,软件流水等技术进行优化,在线性汇编级别上,运用C6416特有的强大指令系统对算法进行优化。研究的重点在于如何充分利用芯片的硬件流水技术,使得更多的指令能够并行执行。
对优化后的编码器O-T264和JM编码器进行详细的编码性能的比较和分析,实验数据证明,O-T264比JM编码器的处理速度提高了一百多倍。优化后的编码器编码一帧QCIF图像平均所用的时间为16.6ms,即每秒可编码六十几帧,这大大超过了实时编码的要求,对CIF文件,细节较少的图像编码一帧所需时间为55.9ms,即每秒可编码十八帧,在并未显著降低性能的前提下,有效地提高了编码器的效率。