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H.264/AVC是ISO/IEC的MPEG(运动图像专家组)和ITU-T的VCEG(视频编码专家组)共同制定的新的视频编码标准,是目前图像通信领域研究的热点问题之一。H.264编码标准由于采用了许多新技术使得编码性能大幅度提高,但这是以计算复杂度的成倍增加为代价的。因此,如何在保证编码性能的同时提高编码效率以及如何在硬件资源有限的嵌入式环境下开发出具有实时编码性能的视频编码器是一项极具挑战性的工作。利用高性能数字信号处理器来实现H.264实时视频编码是当前研究的热点。Philips公司的TM1300是一款比较成熟的DSP处理器,本文选择其作为硬件平台,探索在资源有限的DSP平台上实现H.264的实时编码处理。
本文首先介绍了H.264视频编码标准的基本框架和主要的新技术特点。然后在基于对H.264编码器算法复杂度和TM1300DSP芯片处理能力分析的基础上,参考H.263编码标准的主要功能模式,对标准H.264编码器的主要耗时模块进行算法改进,得到一个简化的H.264编码器。该编码器在功能上相当于H.263编码器,但又有标准的H.264码流结构,同时编码速度也得到很大的提高,满足实时编码的要求。这是本文的创新性和要点所在。最后在实验结果分析中,通过对简化的H.264编码器与标准的H.263、H.264编码器的性能对比分析,说明本文编码器在实际应用中的价值。其次,本文将简化后的H.264编码器移植到TM1300DSP平台中。首先对TM1300DSP平台的硬件结构作了简要介绍,然后根据TM1300DSP芯片的特点,通过对要移植的程序进行代码裁减、内存分配调整、数据结构优化、接口函数设计、C语言代码级优化、系统指令集优化等工作,实现了H.264编码器在TM1300DSP平台上一定性能的实时编码,并且给出了实验测试结果。最后,本文对研究工作结果进行了总结,并且给出了进一步研究的方向。