基于H.264的视频编解码算法研究与系统实现

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数字化后的视频图像具有数据海量性,给图像的存储和传输造成较大的困难。数字视频压缩编码技术是解决这一问题的关键技术。ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG在总结全球范围内最新、最有效的研究成果的基础上提出了H.264国际标准,指明了视频图像压缩领域最新的研究的方向。目前,H.264视频压缩标准凭借其高压缩比和图像的质量,已经作为一种新型的标准被广泛的接受,很多公司和研究机构都在研究基于H.264编解码算法标准的视频设备产品。   H.264有着多个技术闪光点,如帧内预测,高精度、多模式的运动估计,基于4×4的整块变换与量化、统一的VLC符号编码,分层的编码语法等。这些算法的采用有效的提高了编码质量,但是复杂度也成倍增加,一般的处理平台已经不能满足H.264高计算复杂度的要求。因此深入研究分析H.264,评估各算法的性能,设计快速编码算法有着重要的意义。   本论文将DCT算法和视频编解码硬件系统,及其实现技术作为课题的研究内容,首先介绍了视频编解码系统的概况以及课题相关应用背景,其次着重于论述了H.264的DCT算法,以及其对系统的性能影响;较为详尽地推导了一种改进的算法,分析了其性能。研究了二维DCT变换快速算法。并用数据形式给出了DCT/IDCT精度测试结果,以及不同精度的DCT对重建图像质量的影响。分析了余弦因子和中间结果的精度对最终运算结果的精度影响,给出了几组不同精度的DCT,IDCT的软件仿真结果。通过对两个不同图像序列,在经不同精度DCT变换后,对重建图像的峰值信噪比的对比,表明与原有算法的视频质量相比,本算法在视频质量降低得很小的情况下,大大的减少了编码时间,提高了编码效率。最后。在分析了算法对系统性能的影响结果基础上,对DSP在系统中的应用做了的分析。进行了视频编解码硬件系统的总体设计及其具体实现方案设计。   本文采用了基于TMS320DM642DSP的通用视频编解码系统的硬件实现方案。着重介绍了DSP各接口的硬件设计,并给出了各部分模块具体的硬件电路。  
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