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H.264的码率控制算法研究及其在达芬奇平台上的实现

申晨  
【摘要】: H.264标准作为最新的国际视频编码标准,具有灵活性高、压缩质量高、编码效率高的特点。但是在实际应用中,在提高图像质量的同时还得把编码码率控制在一定的范围内,使得编码器的输出能够适应信道带宽的要求。编码性能的提高,同时也使得算法更为复杂,因此需要具有较高的处理速度和较低资源消耗的平台来进行算法处理,而达芬奇平台以其高效的处理性能成为实现视频编码的理想平台,并且拥有广泛地应用前景。 本文围绕H.264码率控制算法的研究及其改进算法在达芬奇平台上的实现来展开。首先介绍了视频编码标准的发展,H.264标准的主要特点和系统组成。然后以H.264的JVT-G012码率控制算法为研究对象,针对它在帧层码率控制和基本单元层码率控制中的不足提出了两个主要的改进方法:一是对帧层目标比特的分配加入了对复杂度的考虑,充分利用了视频序列各帧图像在时间上的相关性;二是对基本单元层平均绝对差的预测方法进行了改进,从而降低算法的复杂性,提高编码效率。通过仿真分析,改进后的算法实际编码比特率更接近于目标比特率,而且编码效率有所提高。 在完成算法分析改进后,对达芬奇技术的硬件平台和软件开发框架进行了详细介绍,为了使移植后的算法充分发挥其性能,对算法进行了编译优化、系统优化和汇编优化,以提高算法在达芬奇平台上的运行效率。然后按照达芬奇技术的编码引擎软件开发框架,对算法进行了封装,完成了编码引擎算法的创建、配置,这样做的目的和好处在于可以对其他使用者屏蔽算法细节,而专注于应用开发。最终通过编码引擎所提供的应用程序接口(API)对封装算法进行了调用,在达芬奇平台上实现了一个具有较好码率控制的H.264编码器。


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