杨飞[1]2008年在《AVS视频编解码标准的研究及其在DSP上的实现》文中指出数字视频多媒体技术由于其较高的质量和较强的抗误码性能,越来越受到人们的欢迎。但数字视频多媒体的数据量巨大,网络有限的带宽无法支持。需要首先对其进行压缩编码,然后才能进行存储和传输。因此,视频编码技术在数字视频多媒体技术领域起着至关重要的作用。AVS作为我国自主研发的音视频编解码标准,是目前最先进的音视频压缩编解码标准之一。它具有性能高、计算复杂度低、专利授权费用低等优点,有广阔的应用前景。DSP作为一种专用的数据处理芯片,以其开发周期短、使用灵活、代码可更新升级等特点,在视频编解码技术领域得到了广泛的应用。Blackfin系列DSP作为ADI公司与Intel公司联合开发的高性能的定点DSP产品,特别适合应用于对功耗、运算能力等方面要求比较高的音频、视频和通信领域。将AVS先进的编解码技术和稳定的DSP处理器相结合,达到高效的视频压缩性能,具有很高的工程意义和市场价值。本课题正是在这样的背景下提出的。本文首先对视频编码的基本理论和相关标准进行了介绍,然后重点研究了AVS视频编解码标准,包括AVS视频标准主要技术、AVS视频标准与其他主流视频编解码标准的对比、AVS视频标准的知识产权状况及AVS标准的发展前景等。同时对Blackfin系列DSP的特点、结构和软硬件开发环境等也做了简单介绍。本文在详细研究Blackfin系列DSP和AVS视频编解码标准特点的基础上,以ADSP-BF561评估开发板为核心完成编解码器硬件平台的设计。并在嵌入式ucLinux操作系统和Blackfin交叉编译环境下完成AVS视频解码算法在ADSP-BF561上的移植。本文以解码器优化为主线,针对ADSP-BF561平台的软硬件特点,对移植后的AVS视频编解码算法进行了一系列的优化,包括编译器优化、DMA优化、算法流程优化、存储结构优化和汇编指令优化等。由于核心解码模块的优化是解码器速度提高的关键,因此本文针对AVS解码器的特点,对AVS视频解码器中的子像素插值、整数(反)变换、去块效应滤波等核心功能模块进行了重点地分析和优化。测试结果表明,本文所做优化工作大大提高了解码器效率,且解码图像主观质量良好,达到了本课题预期的要求。
安维嵘[2]2004年在《H.264解码算法的研究及其在DSP平台的实现》文中进行了进一步梳理本课题主要分为两个部分:基于DSP的H.264视频压缩算法标准解码器的实现;对视频差错隐藏算法的研究。H.264/AVC,作为视频标准发展的最新成果,是由ITU-T视频编码专家组和ISO/IEC运动图像专家组联合提出的视频编码标准。该标准的主要目的是进一步提高压缩效率,并为视频信号提供一个适合网络传输的接口。无论从编码的效率方面,还是从有效的适应各种网络和各种应用领域的灵活性方面,H.264/AVC都体现着视频编码技术的很多优势。这些新特性使H.264/AVC标准在提供相同视觉效果的同时获得大约50%比特率的节省。数字视频标准的发展也必然导致工业领域的巨大变化,促进工业领域开发适合新标准的视频编解码器。本课题就是基于此,对H.264视频压缩标准作了一定的研究,并实现了基于TI C6416 DSP的H.264视频解码器终端。本课题的另一个工作是对视频传输中差错隐藏技术的研究,并结合H.264标准,提出了一种适合H.264标准的差错隐藏算法。本课题中,对时域差错隐藏算法作了系统的研究,基于H.264提出了子块匹配搜索算法,该算法利用视频信号的时域相关性,并利用H.264的新特性,提高了差错信号的恢复效果。
陈云善[3]2012年在《AVS视频编码关键技术研究及其在达芬奇平台上的实现》文中研究表明AVS是由我国自主制定，拥有自主知识产权的新一代视频编码标准。它以当前国际上最先进的H.264框架为基础，强调自主知识产权，同时充分考虑了实现的复杂度，其编码效率与H.264相当，而算法复杂度仅为H.264的70%。AVS具有如下特点：(1)性能高，编码效率是MPEG-2的2倍以上，与H.264的编码效率处于同一水平；(2)复杂度低，算法复杂度比H.264明显低，软硬件实现成本都低于H.264；(3)我国掌握主要知识产权，专利授权模式简单，费用低。在这些优势的助推下, AVS已逐步成为全球范围内最有可能成为事实标准的第二代音视频编码标准，它必将在未来我国的视频应用领域发挥极为重要的作用。尽管如此，AVS提出的比较晚，其应用还不是很成熟，处于应用起步阶段，但在国家有关部门的大力支持下以及众多厂家加入，目前AVS已经打造出一条从AVS编码器、AVS-IPTV系统到AVS解码器、AVS解码芯片的完整产业链，随着AVS相关产业的成熟，其应用具有广阔前景。虽然AVS的编码复杂度比H.264低了很多，但其运算复杂度依然很高，因此实时编解码器的实现面临巨大的挑战，需要寻找高效的优化算法，以减少巨大的计算量。本文从实时视频应用的角度，对AVS编码过程中的帧内预测、帧间预测、运动估计、变换量化以及AVS编码器在达芬奇平台上的实现进行了研究。具体研究内容包括：首先，为了有效的提高编码效率，本文将结构相似度引入拉格朗日代价函数，对失真度量的表示进行修正，并在大量实验的基础上，建立了拉格朗日参数的经验公式。该算法平均可节约13.22%的比特率；尤其对于静止块较多的序列，在QP=10时，节省码率达到30%以上。与此同时，重建的图像质量仅下降0.14%，可忽略不计。其次，为了降低AVS帧内预测模式选择的复杂度，在深入分析帧内预测原理以及预测模式选择过程的基础上，提出了一种基于SATD准则和空间相关性的快速帧内预测算法来优化帧内模式的选择过程。首先，利用SATD准则确定候选模式，大幅度降低了帧内预测模式选择的数量；然后，利用相邻宏块预测模式相关性，进一步减少了亮度块候选模式数量；最后，在模式选择过程中结合全零块提前中止原则，提高模式选择速度。该算法平均提高编码速度54.34%。再次，为了降低匹配准则计算复杂度，提出了改进的基于直方图的部分失真搜索(IHPDS)算法。该算法首先将块划分为1×4子块，利用直方图分析子块复杂度，然后根据复杂度决定各子块计算顺序，最后依据子块复杂度大小自适应调整累加部分失真的阈值，从而增加提前退出失真计算的可能性，有效地降低了运动估计复杂度。在不考虑额外开销的情况下，IHPDS算法比PDS算法减少94%的计算量。IHPDS算法可平均节约68%的实际运动估计时间。然后，针对视频编码中DCT变换后有较多系数量化为零的特点，根据全零块统计特性得出了基于统计特性的全零块检测阈值，而后利用高斯模型推导出了ZQDCT系数检测阈值，并结合基于统计特性的全零块检测阈值，提出了基于高斯模型的ZQDCT系数检测算法，该算法可有效地降低DCT、Q、IQ、IDCT的计算量，平均减少20%左右的变换量化时间。最后，设计开发了基于DM6446的视频编码硬件平台，并将AVS编码器成功移植到DM6446上，同时基于达芬奇软件架构完成了算法的封装与集成，在DM6446上实现了AVS视频编码。
王秀珍[4]2007年在《H.264算法优化及其在基于DSP的嵌入式系统平台上的实现》文中进行了进一步梳理随着信息技术的发展，对静止图像和视频序列图像的压缩编码技术的应用越来越广泛，图像压缩技术己经成为视频监控、多媒体娱乐等中最重要的一部分。由ITU-TVCEG和ISO／IEC MPEG联合组成的JVT开发的H.264／MPEG 14496-10 AVC(文中后面将统一称其为H.264)是最新一代的视频压缩标准，也是目前图像通信领域研究的热点。本文首先介绍了H.264标准的发展历史和现状，并结合当前各个平台上的H.264编码算法实现情况，提出了采用DSP平台实现H.264实时编码算法的优势所在。将两者结合，对于多媒体通信的研究具有一定的意义和价值。基于以上事实，课题设计方法采用基于DSP和uC／OS-II的嵌入式平台开发模式，提供最小的嵌入式系统内核功能。系统核心处理芯片采用TI公司的TMS320VC5509，并分析了DSP嵌入式软硬件系统的设计方法，选择RTOS-uC／OS-II实现嵌入式开发平台的建立。在系统平台的开发过程中，作者深入研究了uC／OS-II在DSP微处理器上的移植的关键技术，针对所选用的核心处理芯片TMS320VC5509 DSP，重设了INCLUDES.H中与处理器和编译器相关的代码；用C语言编写了6个OS相关的函数(OS_CPU_C.C)；用汇编语言编写4个与处理器相关的函数(OS_CPU_A.ASM)，并讨论了移植后的系统测试结论。作者通过研究H.264标准中的关键技术，对各种核心编码算法细节进行深入剖析，讨论了H.264视频编码的硬件系统和软件流程及H.264视频编码系统的软硬件实现和部分程序优化，并结合H.264编码特点，提出一种改进的快速菱形运动估计算法，在一定程度上提高了搜索速度，实现了在不明显降低图像质量的情况下有效降低运算复杂度的目的。在上述理论的基础上，作者讨论了H.264的软件开发流程及在基于DSP和uC／OS-II的嵌入式平台上的移植和优化。主要采用了消减冗余代码、合理有效地分配内存空间、重新定义数据类型、重新编写原程序的头文件等方法对改进的H.264算法进行了移植，以达到尽可能提高程序运行速度并有效减小代码量的目的。在课题研究所得到的结论的基础上，提出了一种基于H.264算法的嵌入式视频系统平台DSP的软件实现方案。最后对课题作了客观的总结和展望。
钱瑛[5]2006年在《H.264视频编码技术研究及其在TI-DSP DM642上的实现》文中研究说明H.264/AVC是国际电信联盟ITU-T的视频编码专家组VCEG和国际标准化组织ISO/IEC的活动图像专家组MPEG联合制定的视频编码新标准，其目的是为了获得更好的图像压缩效果和更好地适应不同的网络环境。但H.264的高效性是建立在其实现的高复杂度基础上的，因此一般的处理平台已经不能满足H.264高计算复杂度的需要。DSP芯片以其超强的处理速度和较低的资源消耗，在很多领域都有非常出色的表现。TI公司生产的C64xx系列芯片具有很强的并行处理能力和信号处理功能，是实现H.264编解码的理想平台。 本文的研究重点是H.264视频编码技术及其在TI-DSP DM642上的实现，具体工作如下： 首先，回顾了视频压缩技术的背景知识，简要介绍了H.264标准的发展进程、与以往国际视频压缩标准的比较，讨论研究了H.264标准的关键技术。 然后对H.264目前主要的叁大测试模型进行了介绍和性能比较。在实现方案上，选择采用X264版本的H.264编码器的参考软件，并在PC机上对其实现，接着对其关键编码参数进行分析、优化，以权衡编码效率和图像质量。 在分析计算了H.264编码器的各模块的复杂度之后，选择预测模块进行优化：对X264中的运动搜索算法进行了研究，并对X264中叁种运动估计算法进行了分析及性能比较；分析了X264的帧内预测算法，提出了一种快速的帧内预测算法，并通过图表和数据验证了其有效性；对X264的帧间预测的模式选择算法进行了改进，实验数据表明改进后编码效率得到明显提高，在以极小的信噪比损失为代价的条件下，计算复杂度和编码速度都有很大改善。 在充分研究了DSP芯片的硬件结构特点的基础上，以闻亭公司的评估板TDS642EVM多路实时图像处理平台作为硬件工作平台，实现了H.264编码在TI的DM642上移植和优化，并给出了优化结果。 最后对所做工作进行了回顾和总结，并提出对未来的工作提出了一定的展望。
黄跃[6]2008年在《基于ADSP-BF533的H.264解码器的优化实现》文中提出随着网络日益被大众所接受,以及移动通讯的迅速发展,针对网络传输实现的各种多媒体业务的需求日益增加,因此对视频编解码技术提出更高的要求。怎样才能提供优质且稳定的传输信号成为目前研究的热点问题。本文主要以JM8.6代码为参考,在DSP平台上对H.264解码器进行移植并进行优化,以达到实时解码的效果。本文首先对数字视频、数字视频技术相关背景及视频编码国际标准做了简要的介绍,并且对数字信号处理器的发展状况及其在数字视频中的应用领域进行了进一步的阐述。然后给出了硬件系统的总体架构,以ADI公司的ADSP-BF533处理器为核心构建H.264解码器,针对ADSP-BF533特点,优化了H.264 Baseline Profile的解码算法,编写了链接描述文件,并采用了转换运算方法,对Cache使能进行了优化配置,在PC平台上完成了H.264解码器程序。在此基础上,规范数据类型,修改语法,实现了H.264的解码算法从PC平台到DSP平台的移植。针对实时应用的要求,本文针对解码器的各个组成模块做了详细的分析,然后给出了H.264解码器的软件及汇编级优化方法。其中在熵解码模块中,针对码表的特性,拆分码表,改变其搜索方式,明显提高了查表的效率,进而提高模块运行速度;对亮度像素内插算法则是进行现场插值,从而节约片外存储器的带宽;通过去除无效判断和冗余代码、优先大概率判断,提高该函数的执行速度。最后,H.264解码器在ADSP-BF533 EZ-KIT LITE开发板上进行了测试。测试数据表明,该解码器达到了对QCIF(176×144)格式的实时解码效果。
李蕾[7]2007年在《AVS解码器在C64平台上的优化及文字提取算法的研究》文中指出随着多媒体技术的发展，对集语音、图像、视频、文字于一体的多媒体信息的存储、传输、检索等技术日益成为人们关注的重点。多媒体信息的很大部分是由图像和视频构成的，这些信息具有数据量大，以及大量信息隐藏于图像和视频内容中的特点，对这类信息就促进了视频压缩编码技术及基于内容的图像检索技术的不断发展。视频编码技术的发展和广泛应用也促进了相关标准的制定，AVS标准是我国制定的具有自主知识产权的信源压缩标准，它的视频部分标准具有压缩率高、算法复杂度低的特点，可以广泛应用于数字电视、网络摄像机等领域，且适宜于在嵌入式平台上开发。其中在DSP平台上的实现具有灵活、高效的特点，但为达到实时要求，需要对DSP平台上的编解码器进行优化。由于隐藏在图像中的文本中包含了大量关于图像内容的信息，如何将这些文本提取出来，也就成了基于内容的图像检索研究的第一步。本文首先介绍了视频编解码技术及其在DSP上的实现，以及文字提取算法的主要问题。接着主要介绍了AVS解码器在C64 DSP平台上的优化，包括介绍了AVS编解码技术，C64 DSP平台，解码器向DSP平台的移植及移植后所进行的适合DSP平台的修改，然后着重介绍了基于C64平台的优化方法。接下来的文字提取算法的研究中，本文除了介绍了文字提取算法的一般方法，还着重给出了进行灰度图像中字幕提取的算法步骤。
陈衎[8]2010年在《基于H.264的多描述编码方案及其在DSP开发平台的实现》文中提出多描述编码作为一种差错复原编码技术是解决不稳定信道丢包问题的有效途径,特别是在无线网络中得到了广泛应用。与传统的编码方法不同,多描述编码能够在保证实时性的同时获得较高的鲁棒性。随着3G技术的发展,视频传输成为无线网络的主要业务之一,因此,视频多描述编码成为研究的热点课题。由于视频数据具有海量的特点,在实际使用中,对视频进行多描述编码时常常结合特定的压缩算法。H.264由于其具有高压缩比和网络适应性被称为新一代视频压缩标准,研究基于H.264的多描述视频编码具有重要意义。无线网络终端是多描述的一个重要应用平台,TI公司的C6000系列DSP芯片凭借其高性能和多媒体运算能力被越来越多的终端作为系统核心。本文选择TMS320DM642 DSP开发平台,对基于H.264的多描述编码方案进行研究和实现。论文主要完成了以下工作：1.提出一种H.264标准下能有效抑制误差漂移的多描述编码方案。该方案在编码端利用运动信息复制的方法有效减少编码计算量并降低误差积累,解码端则采用自适应双线性插值法对丢失残差进行恢复,提高估值精度。2.提出一种基于标量量化的多描述编码方案。采用不对称标量量化和混合编排生成描述的方法解决描述间冗余调节的问题,该方案具有对H.264流程改动较少,编解码容易的特点。3.针对TMS320DM642开发平台,进行系统移植,验证多描述编码方案的可行性。并采用了多种方法进行优化,使编码效率大幅提高,满足了实时性的要求。
朱海怡[9]2012年在《H.264编码器在DM6446上的实现与优化》文中提出H.264视频编解码标准是由国际标准化组织ISO/IEC和国际电信联盟ITU-T联合制定的，又称为MEPG-4part10。与之前的标准相比，它的压缩比更高，网络亲和性更好，然而由于算法的复杂性，使得其在工程应用中受到了限制，因此将其移植到更高速的硬件平台成为了研究的热点。TI公司的DSP C6000系列专用于视频图像的处理，本文主要工作为将H.264视频编码器移植到DSP平台并根据硬件平台的特点对算法进行优化。本文主要工作可分为算法的移植和算法的优化两个方面。移植方面的工作包括：内存的配置及数据结构的调整、将H.264编码器算法封装成算法库、codec engine及codecserver的创建等。算法优化方面的工作分为叁个方面：算法级优化，即将算法在PC上的优化方法在DSP上实现，主要包括帧内预测和帧间预测部分的优化，其中帧内预测部分将根据相邻块选择预测模式和提前结束判断方法进行结合对算法进行了改进。C语言级优化，包括对数据存取采用数据打包的方法、对某些函数使用内联函数代替、使用软件流水的方法优化循环等。汇编级优化，将一些经常使用的函数进行线性汇编的改写，主要包括DCT变换，帧内预测的各种模式等。最后在DM6446上实现了一个完整的视频采集与压缩系统，视频信号由摄像头采集，视频格式转换采用EDMA来实现。将优化之前的结果与优化之后的进行对比可知，H.264编码器的编码速度由刚移植到DSP上的0.8fps提高到了13fps至17fps，取得了一定的成果。
江静[10]2008年在《AVS熵编码技术研究及其在DSP上的实现》文中认为多媒体通信将是新一代通信系统的典型业务和显着特征,而视频编码技术是多媒体技术的基础和核心。随着多媒体数字业务的迅速发展,编码复杂度日趋提高,高效快速的编码算法的研究与实现已成为视频图像传输的技术关键。本文首先介绍了图像数据压缩方法和以MPEG系列、H.26x系列、AVS标准为代表的国内外主流视频编解码标准,并基于视频压缩编码技术的理论依据,深入研究了AVS视频压缩标准的编码框架和实现原理,对其关键技术进行了分析与总结,并比较了AVS与H.264,MPEG-4的异同,在不影响图像质量的前提下,以提高编码速度为目的,研究并实现了AVS熵编码算法。本文提出了一种简单的码长估计模型,这种估计模型跳过熵编码,利用在熵编码之前的语法元素直接估计一个块的最后编码信息的码长,并将此模型应用到率失真优化中,从而减少RDO中的熵编码的调用,实验表明,这种算法在基本不影响视频质量的前提下,能有效降低率失真优化的复杂度,节约编码时间,易于硬件实现。针对AVS中2D-VLC熵编码的特点,基于达芬奇(DM6446)DSP的系统,对其进行DSP上的优化;研究了基于DSP的代码级,内联函数及线性汇编的优化方法,对2D-VLC熵编码中的码表,哥伦布编码及写码流算法提出了优化策略并实现之,实验表明这些优化方法可使熵编码在DSP上运行的周期数减少近一半。最后对全文进行总结,对有待继续研究的工作提出初步设想。
参考文献：
[1]. AVS视频编解码标准的研究及其在DSP上的实现[D]. 杨飞. 北京邮电大学. 2008
[2]. H.264解码算法的研究及其在DSP平台的实现[D]. 安维嵘. 清华大学. 2004
[3]. AVS视频编码关键技术研究及其在达芬奇平台上的实现[D]. 陈云善. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）. 2012
[4]. H.264算法优化及其在基于DSP的嵌入式系统平台上的实现[D]. 王秀珍. 山东科技大学. 2007
[5]. H.264视频编码技术研究及其在TI-DSP DM642上的实现[D]. 钱瑛. 南京理工大学. 2006
[6]. 基于ADSP-BF533的H.264解码器的优化实现[D]. 黄跃. 西南交通大学. 2008
[7]. AVS解码器在C64平台上的优化及文字提取算法的研究[D]. 李蕾. 浙江大学. 2007
[8]. 基于H.264的多描述编码方案及其在DSP开发平台的实现[D]. 陈衎. 湖南大学. 2010
[9]. H.264编码器在DM6446上的实现与优化[D]. 朱海怡. 长安大学. 2012
[10]. AVS熵编码技术研究及其在DSP上的实现[D]. 江静. 华中科技大学. 2008
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