MPEG-2到H.264快速转码的研究和实现

摘要

随着多媒体技术的发展，视频的应用领域越来越广泛，然而，各种设备和网络接口的非兼容性却成为制约其发展的瓶颈。视频转码技术就成为解决这一问题的关键，H.264/AVC低码率下的高质量优势和网络良好的适应性使得其具有无比广阔的前景，而当前的主要视频格式为MPEG-2，于是，MPEO-2到H.264的转码成为当前研究的热点。
　　 本文的研究目的是在尽量保证视频质量和压缩效率的前提下，尽可能的提高转码速度。以此目的为前提，本文在比较了两个标准的基础上，分析了各种转码结构，采用了一种混合转码结构。对于帧内预测帧，采用变换域转码的形式，在DCT域进行模式决策，利用DCT系数，直接判决帧内编码分块的大小，根据编码模式的使用频率，抛弃了不常用的编码模式，并采用了8×8DCT系数直接转换为4×4系数的算法降低运算复杂度。相比于级联结构，能够降低帧内55％的编码复杂度。对于帧间模式，采用像素域的转码结构，充分利用了原有信息去降低编码复杂度。计算宏块残差能量大小，去判别是否需要采取16×16以外的其他分割模式，利用宏块残差系数，计算宏块活动性开关函数，判别采用何种分块方式，并利用周围分块运动矢量，采用加权平均的方式，计算当前分块的运动矢量，以此运动矢量为预测矢量，然后进行运动矢量精细化。本文还讨论了MPEG-2中的场运动矢量向H.264帧运动矢量映射的修正方式。
　　 为了进一步加快转码速度，对8点IDCT采用Loeffler算法，并利用SSE2代码优化的方式优化系统。将本文转码算法采用C代码和内联汇编SSE2指令的形式实现，把最耗费运算量的部分，图像插值、运动搜索、DCT，IDCT等采用SSE2指令实现，能达到实时转码的要求。