視頻編碼器高效實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：TP391.41學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：681.39密級(jí)：公開(kāi)工學(xué)博士學(xué)位論文視頻編碼器高效實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)研究博士研究生：楊志鋼導(dǎo)師：高文教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)所在單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院答辯日期：2009年9月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要摘要為了節(jié)約存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬，視頻編碼早已成為國(guó)內(nèi)外研究和工業(yè)應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。至今已成功制定出一系列的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，尤其是以國(guó)際上的H.26

2、4AVC和國(guó)內(nèi)的AVS為代表的新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，在壓縮性能上取得重要突破，受到各學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)以及多媒體工業(yè)界的高度重視，引領(lǐng)了新一輪的研究熱潮。由于視頻編碼技術(shù)的不斷進(jìn)步，編碼算法的復(fù)雜度大大增加，再加上對(duì)高圖像分辨率的追求，使新一代高性能視頻編碼器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)成為重要的研究問(wèn)題。本文圍繞新一代視頻編碼器的高效實(shí)現(xiàn)展開(kāi)研究，其中“高效”包含兩方面的含義，一是要提高編碼器的處理性能，即提高編碼速度，另一方面還保證編碼器的壓縮效率，即保證編碼質(zhì)

3、量。針對(duì)上述研究目標(biāo)，本文對(duì)編碼器中的兩個(gè)關(guān)鍵部件——環(huán)路濾波模塊和運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊進(jìn)行了深入的研究，在結(jié)合編碼算法具體特點(diǎn)后提出一系列流水加速方案和自適應(yīng)算法；并從多處理單元協(xié)同工作的角度對(duì)并行編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討。具體地，本文的主要研究?jī)?nèi)容如下。第一，環(huán)路濾波是視頻編碼中一個(gè)十分復(fù)雜的環(huán)節(jié)，大量自適應(yīng)的條件跳轉(zhuǎn)不可避免地出現(xiàn)在算法內(nèi)層循環(huán)中，阻礙了流水方式的處理。尤其在DSP平臺(tái)上對(duì)環(huán)路濾波進(jìn)行并行設(shè)計(jì)十分困難，目前缺乏相關(guān)方面的研究。為

4、此，本文分別對(duì)H.264AVC和AVS環(huán)路濾波提出相應(yīng)的DSP深度流水解決方案。針對(duì)H.264AVC環(huán)路濾波，通過(guò)掩碼操作和條件存儲(chǔ)避免自適應(yīng)邊界濾波過(guò)程中出現(xiàn)的條件跳轉(zhuǎn)問(wèn)題，同時(shí)將對(duì)稱位置的像素、條件或掩碼打包，進(jìn)行“對(duì)處理”方式操作，從而提高流水并行度；通過(guò)二次流水技術(shù)解決邊界強(qiáng)度判定過(guò)程中的多重條件嵌套問(wèn)題；并從數(shù)據(jù)流角度改進(jìn)全局濾波控制，實(shí)現(xiàn)二級(jí)片內(nèi)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。針對(duì)AVS環(huán)路濾波，根據(jù)濾波算法的特點(diǎn)，將整個(gè)濾波過(guò)程重新劃分成