AVS视频编码标准的关键技术研究与优化实现

摘要

随着通信技术、计算机技术和网络技术的发展以及多种终端的大量应用，近年来数字音视频压缩技术获得了很大发展，面向不同应用，相继出现多种音视频编码标准。
　　 在数字音视频技术领域，国外一直处于领先地位。我国由于不掌握核心技术标准，长期受制于国外持有标准化专利与技术的企业和组织。为了改变这种现状，2002年6月成立了AVS联合工作组，旨在开发一套具有自主知识产权的音视频编码标准。AVS组织于2005年发布了我国第一部针对数字音视频编码的标准。
　　 本论文针对AVS编码复杂度高，编码速度慢而难于实时应用的问题，对AVS及其参考编码器rm52j进行了算法优化和代码优化。在算法优化方面，在对AVS的帧内预测编码技术进行详细讨论的基础上，提出了一种基于残差变换绝对和(SATD)排序的帧内快速模式判断算法；在代码优化方面，首先找出程序中的热点模块，主要包括哈达玛变换、量化、重构、亚像素插值、整/亚像素运动搜索等，然后对这些热点模块进行了C语言优化和基于多媒体指令SIMD的优化，大大的降低了编码的复杂度。实验结果表明，提出的算法可以明显降低编码的计算量。此外，进行代码优化后，AVS编码速度也有大幅度的提高。
　　 由于基于AVS的数字电视传输流将在我国地面数字电视领域获得应用，本课题还对基于AVS视频数据的数字电视传输流复用技术进行了研究。采用标准AVS地面数字电视接收器进行了实验验证。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 H.26X系列标准

1.2 MPEG系列标准

1.3国家视频编码标准AVS

1.4论文结构安排

第二章AVS视频编码标准关键技术介绍

2.1变换和量化

2.2帧内预测

2.3帧间预测

2.4亚像素插值

2.4.1亮度亚像素插值

2.4.2色度亚像素插值

2.5环路滤波

2.6熵编码

第三章AVS帧内快速模式判断算法研究

3.1帧内预测技术

3.2 AVS快速帧内模式判断算法的提出

3.2.1 8×8帧内预测模式编码过程

3.2.2帧内快速模式判断算法的提出

3.3实验结果及其分析

3.4小结

第四章AVS参考编码器优化实现

4.1优化预研

4.2 C语言优化技术

4.2.1表达式优化

4.2.2分支语句的优化

4.2.3循环语句的优化

4.2.4数据对齐

4.2.5高速缓存

4.3基于SIMD的汇编优化

4.3.1 MMX指令集

4.3.2 SSE指令集

4.3.3 SSE2指令集

4.3.4 SSE3指令集

4.4 AVS参考编码器的优化

4.4.1分析程序热点

4.4.2 sad_hadamard的优化

4.4.3 scanquant_B8的优化

4.4.4 quant_B8的优化

4.4.5 FastIntegerPelBlockMotionSearch的优化

4.4.6 UnifiedOneForthPix的优化

4.4.7 SubPelBlockMotionSearch的优化

4.5实验结果与分析

4.6小结

第五章AVS传输流转码系统设计

5.1转码系统主操作界面

5.2 AVS系统层复用技术

总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢