H.264码率控制算法研究及编码器的优化实现
新一代视频压缩编码标准H.264采用很多先进算法和新思想，大幅度地提高编码效率和重建图像的质量。但与以往MPEG-4等压缩标准相比，H.264编解码算法的运算复杂度也同时大大增加，因此，保持高编码压缩效率条件下降低计算复杂度是目前H.264视频编码领域的研究热点之一。
本文的主要研究工作包括两个方面：H.264中的码率控制算法改进和软件编码器在DM642平台上的优化实现。
为了在给定码率下高效地传输编码数据，并保证良好稳定的接收端图像质量，码率控制成为视频编码研究的重要内容。H.264编码标准将量化参数同时用于码率控制和率失真优化，导致“蛋鸡”悖论：为了进行宏块编码，必须先给出该宏块的量化等级，而量化等级要根据编码之后的帧内预测或帧间运动估计残差(MAD)得到，因此，以往各种经典码率控制方法在H.264中并不适用。本文在JVT-G012和JVT-0016的基础上，对参考软件JM8.6中码率控制算法进行优化，针对其采用的计算量大且存在一定误差的线性预测模型MAD，提出新的加权预测模型，同时在原算法基础上增加宏块层码率控制策略，并用标准测试序列测试改进算法。
TMS320DM642是TI公司针对实时视频处理开发的高性能数字信号处理器，具有两级高速缓存结构，能实时高效实现高复杂度视频编解码算法。本文通过JTAG仿真方式实现PC与DSP之间的视频通信，在CCS环境下实现H.264软件编码器，并用DM642 EVM进行硬件仿真，结合DM642在项目级、算法级和指令级三个层次上的特点对程序进行优化，显著减小代码长度，提高压缩速率，降低整个编码器的运行时间。
实验结果表明：与基于PC实现的编码器相比，本文实现的软件编码器在性能和效率方面都达到良好的效果，实现较好的压缩比(20～30倍)，画面质量较高(PSNR约40dB)，能应用于对实时性要求较高的高速视频编码传输场合。
视频压缩;压缩编码;编码标准;控制算法;码率控制;编码器
哈尔滨理工大学
硕士
检测技术与自动化
范剑英
2008
中文
TN919.81;TP301.6
69
2008-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）