H.264标准中块模式选择算法研究与FPGA实现

摘要

本文介绍了当前视频压缩技术，视频编码算法的基本原理并简单概括若干视频编码标准，主要对H.264较以往的编码技术改进的地方做出一个较为详尽的说明。本文首先根据运动估计算法的原理以及运动图像所具备的各种特性，提出改进运动估计算法的诸多思路，并对其进行比较分析。这主要包括，初始搜索点的选择，采用子采样方法、顺序排除准则、预测技术等来降低计算复杂度，搜索路径的选择，多候选点策略等各方面的技术。在此基础上，本文提出了基于多级顺序排除算法的新的块匹配运动估计算法。新型的算法应用新的判别条件，用以尽早地排除不需要后续计算的候选块，并且引入了尺度化的部分失真消除（PDE）技术，用于尺度化累计部分误差和当前最小误差。实验证明，相对于一脉相承的同为穷举搜索算法的全搜索法（FS）、顺序排除算法（SEA）、多级顺序排除算法（MSEA），该算法大幅度提高了搜索效率。本文在此改进的运动估计算法的基础上，进行硬件设计。为了适应于硬件，对算法进行了相应的调整，使其易于控制与实现，同时又不影响搜索的精度。优化的主要思路体现在判别不等式的使用策略上。