AVS視頻編碼器的模塊算法優(yōu)化及其在DSP上的實現(xiàn).pdf

1、AVS是我國具備自主知識產(chǎn)權(quán)的第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的提出既改變了第一代信源編碼技術(shù)落后的局面，也解決了AVC專利許可問題死結(jié)。與當(dāng)前流行的國際標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4和H.264/AVC相比，有性能高、計算復(fù)雜度低、專利費用低等優(yōu)點。但目前AVS編解碼芯片與軟件還不成熟，其產(chǎn)業(yè)化的實現(xiàn)還有很長的路要走。因此，對AVS編碼器的研究具有極為重要的意義。
　　 為此，本文在研究多媒體技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及目前各種視頻壓縮技術(shù)的基礎(chǔ)上，對AV

2、S編碼器中的亞像素運動估計和幀間模式選擇模塊進(jìn)行了研究，并提出了快速算法，提高了編碼速度。然后將編碼器和快速算法移植到了DM642平臺上，為AVS的實時編碼和應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
　　 論文的主要工作包括：
　　 1.對亞像素運動估計進(jìn)行研究，并提出了兩個有效的快速搜索算法。為了獲得較好的圖像質(zhì)量和高的編碼效率，AVS采用了1/4像素精度的運動估計技術(shù)。但標(biāo)準(zhǔn)中采用的亞像素全搜索算法的計算量在運動估計中占了非常大的比重，因此

3、減少亞像素的搜索時間尤為重要。由于視頻序列具有中心偏置特性和較強的時空相關(guān)性，所以本課題從這兩個方面來研究減少亞像素搜索的耗時，提出了兩種快速算法。一種算法考慮中心偏置特性，根據(jù)整像素最優(yōu)點和次優(yōu)點的方位關(guān)系來預(yù)測亞像素運動矢量的方向，使亞像素的待搜索點數(shù)由16個降低到4～8個。該算法實現(xiàn)簡單，編碼效果較好，適合在硬件和實時系統(tǒng)中應(yīng)用。另一算法利用時空相關(guān)性，用宏塊的空間和時間上的相鄰塊的運動矢量來預(yù)測當(dāng)前宏塊的運動矢量，降低搜索時間。

4、該算法能使編碼器的編碼時間節(jié)省21％～36％，編碼效果稍好于上一方法，但實現(xiàn)較復(fù)雜。在具體的視頻應(yīng)用中，可以根據(jù)不同需求，選擇一種合適的快速算法使用。
　　 2.在統(tǒng)計基礎(chǔ)上，提出了一種基于預(yù)測和閾值判決的幀間模式選擇快速算法。標(biāo)準(zhǔn)中對4種幀間模式和Skip、幀內(nèi)等6種模式都進(jìn)行了搜索。每種幀間模式下都進(jìn)行運動估計，而對全部的搜索模式都要進(jìn)行率失真計算，這樣的搜索策略是非常耗時的。經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前塊的最佳編碼模式與其時間和空間上

5、相鄰塊的最佳編碼模式相同的概率非常大，因此可以用相鄰塊的最佳編碼模式來預(yù)測當(dāng)前塊最可能的編碼模式，從而減少搜索的模式，節(jié)省編碼時間。實驗證明，對于不同的視頻序列，該算法在保證圖像質(zhì)量和比特率幾乎不變的情況下，編碼總時間節(jié)省了23％～59％。
　　 3.把AVS編碼器及本課題提出的快速算法移植到嵌入式DM642平臺上，并實現(xiàn)兩個視頻獲取方法和數(shù)據(jù)回傳。一是基于UDP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳輸，DM642對接收到的視頻序列進(jìn)行編碼。二是D