基于达芬奇（DaVinci）技术的H.264视频编码器实现

摘要

H.264视频编解码标准是2003年5月获得批准的新一代视频编解码国际标准。同以往标准相比，它采用了许多新技术，例如 1/4，1/8 精度的子像素运动估计，多参考帧技术，去块滤波，加强的熵编码，小块的整数变换等来提高编码效果，使得 H.264 具有优异的编解码性能，对于市场极具诱惑力；同时，这些技术也增加了 H.264 编码器的复杂度，限制了 H.264 在很多领域尤其是实时领域的应用，故研究 H.264 编解码的快速算法及其实现是 H.264 走向市场的前提和保证，因此对H.264 视频编解码算法进行优化具有十分重要的理论意义和实用价值。 本章首先对 H.264 标准进行了深入分析，了解 H.264 语法流的结构，从总体上把握了 H.264 编码框架，并对其中的关键技术进行分析，确定了影响 H.264 编码计算复杂度的关键模块。其次，对几种主流的运动搜索算法进行了介绍和分析，在此基础上提出快速运动搜索算法，该搜索模式只需要搜索 11 个整数像素点数，即可完成整像素搜索，大大减少了运算量，提高了搜索速度。再次，文章分析了传统的块匹配的算法，提出基于时间域和空间域的运动矢量预测方法，并将其与改进的运动搜索的算法结合起来，提高了预测的准确性，降低了算法的复杂度，并且克服了传统方法的搜索点过多，且容易陷入局部最优点等明显缺点，取得了较好的效果。文章对德州仪器公司 (TI) 的达芬奇 (DaVinci) 技术及其产品TMS320DM6446 进行了介绍，并且研究了基于达芬奇(DaVinci)软件架构的 H.264视频编码器的实现，讨论了内存分配等优化策略。最后对课题进行了总结和展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2论文工作

1.3论文结构

第二章H.264视频标准

2.1视频编码简介

2.2视频编码标准的发展史

2.3 H.264视频编码标准

2.3.1概述

2.3.2视频源格式

2.3.3编码过程

2.4H.264视频编码关键技术

2.4.1帧内预测

2.4.2帧间预测

2.4.3整数变换与量化

2.4.4 CAVLC/CABAC编码

2.4.5去方块滤波

2.4.6码率控制

2.5 H.264的码流结构

2.5.1片和片组

2.5.2 NAL单元

2.6小结

第三章H.264帧间编码及快速实现

3.1宏块运动估计算法综述

3.2快速搜索算法

3.2.1三步法

3.2.2梯度下降法

3.2.3四步法/菱形法/六边形法

3.3改进的快速搜索算法

3.3.1运动矢量预测

3.3.2改进的搜索模式

3.3.3算法描述

3.3.4实验结果及分析

第四章基于达芬奇技术的H.264实现研究

4.1视频编码器传统的实现方法

4.2达芬奇(DaVinci)技术及其产品

4.2.1达芬奇(DaVinci)软件的结构

4.2.2 TMS320DM6446

4.2.3软件开发环境

4.3编码器开发步骤

4.4编码器算法的移植和优化

4.4.1系统级

4.4.2合理分配变量的存储位置

4.4.3程序代码级优化

4.5小结

第五章总结及下一步工作

5.1总结

5.2下一步工作

致谢

参考文献

附录攻硕期间从事的科研工作及取得的研究成果