H.264多路高清实时编转码帧间预测关键算法设计与实现

摘要

随着视频通信技术的发展和终端设备的不断进步,人们对视频通信的实时性和图像的分辨率要求越来越高,高清晰度(1080P甚至更高)已经成为当前主要的发展方向之一。在高清实时编转码领域,由于编码算法特性与硬件资源的制约,编码器不能实现编码标准所允许的所有编码工具,导致实际编码增益与标准所能达到的最优增益存在较大差距,除此之外,一般的单核嵌入式平台已很难解决视频编码的高分辨率和实时性之间的矛盾,基于多核平台的多路视频编转码技术已成为一个热门的课题。
　　如何提高编转码速度与尽可能提高编转码后的图像质量是视频编转码需要兼顾的两个方面,而这两个方面经常是不可兼得的,所以对编转码技术的研究也表现在如何均衡速度和质量两个方面。
　　本文正是在此背景下,以H.264视频编转码器中资源消耗最多的帧间预测器为研究对象,分析其设计中的若干关键技术和关键算法,并结合现有的H.264运动估计与模式判决算法的优点及Tilera多核处理器的并行设计机制,创新性的提出了一种基于Tilera Tile-Gx36平台的适用于H.264多路高清实时编码的可实现的快速运动估计与模式判决算法并在此算法的基础上进一步提出了一种H.264降码率转码快速运动估计与模式判决算法,通过对算法进行优化与仿真,实现了基于Tilera平台的H.264多路高清实时编转码。
　　本文提出的新算法能有效减少帧间预测算法的复杂度,使编码器使用相同资源能够实现更多的编码工具,从而进一步提高了编码增益。实验结果表明,以上算法对于基于Tilera平台的高清视频编转码器,可以在图像编码质量下降不大的情况下,大幅减少运动搜索的点数,从而提高编码速度。尤其需要指出的是,该算法在使用B帧编码时,依然能够实现3路以上H.264高清实时编转码。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2帧间预测中的关键技术

1.3多核处理器的发展现状

1.4论文的主要内容与章节安排

第二章 H.264视频编码关键技术及TILERA多核处理器简介

2.1视频编码原理与关键技术

2.2 H.264视频编码标准及算法特点

2.3 Tilera Tile-Gx36多核处理器介绍

2.4并行设计思想

2.5本章小结

第三章 通用视频编码器帧间预测运动估计算法研究

3.1经典运动估计算法分析与研究

3.2近年来提出的新型运动估计算法分析与研究

3.3通用视频运动估计算法编码性能比较

3.4本章小结

第四章 一种适应于H.264多路高清实时编转码系统的快速运动估计与模式判决算法的设计与实现

4.1算法设计流程

4.2算法关键技术分析

4.3算法性能仿真与分析

4.4算法代码优化与实现

4.5本章小结

第五章 H.264降码率转码运动估计与模式判决算法

5.1转码平台搭建

5.2转码算法设计与实现

5.3性能仿真与分析

5.4本章小结

第六章 结束语

6.1主要工作与创新点

6.2后续研究工作

参考文献

致谢

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