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ITU-T的新一代视频编解码标准H.264,相对于先前的视频编码标准,能在相同码率下提供很好的视频图像质量。随着H.264常见的三种开源代码的公开,如何有效地在实际应用系统和工程中实现高分辨率视频图像的H.264实时编码是当前多媒体通信中面临的主要难题之一。目前常用的实现平台有。
PC通用处理器、DSP嵌入式处理器、ASIC专用集成电路处理系统等,而且各种不同的平台各有优缺点。
如基于PC平台的H.264视频编码器,主要是利用Windows操作系统,CPU处理器实现视频编码,这是一种最为简单的应用系统,基本上是以软件编解码为主,对于移动用户是很不方便的;
对于基于DSP的嵌入式处理器系统,能够通过编程实现各种复杂的运算,处理精度高,具有较大的灵活性,而且尺寸小、功耗低、速度快:而基于ASIC专用处理器的系统,是被广泛应用于性能敏感平台的一种处理器技术,它能支持比嵌入式处理器更快的数据数率,但ASIC处理器缺乏灵活性。
一旦指令固化到芯片硬件中,就很难修改升级,要提高性能,就得重新设计芯片。
本文工作主要有以下两个方面:
一方面,基于PC平台研究H.264帧间预测算法,在深入研究前人算法,如基于零运动检测的提前中止、两阶段搜索策略等的基础上,提出了一种基于帧间运动复杂度的变尺寸宏块运动估计方法来优化H.264帧间预测编码,实验结果表明该方法有效地提高了编码速度和信噪比,且码率只有很小的上升。
另一方面,针对TMS320DM642的DSP嵌入式处理器平台,在利用demo程序熟练掌握DM642开发板性能的基础上,将X264帧间编码程序结合DM642开发板性能结构移植到该DSP平台上,并分别从编译选项(-03选项、-pm选项和-mt选项)的设置、内联函数的使用、短字长数据使用宽长度的存储器访问、循环展开、汇编代码改写等几个方面进一步直接针对DSP系统进行优化,使得编码速度大幅提高,并且信噪比没有下降。
通过实际视频编码发现,基于本文优化的帧间预测编码算法和优化代码在TMS320DM642DSP平台上具有非常重要的实际应用价值。