基于dsp的avs視頻編碼研究與實現(xiàn)課件

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1、基于DSP的AVS視頻編碼系統(tǒng)研究與實現(xiàn)碩士姓名：袁義雷學(xué)號：1020349190專業(yè)：信號與信息處理指導(dǎo)導(dǎo)師：陳健教授課題內(nèi)容及意義視頻壓縮是多媒體領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，各種壓縮算法應(yīng)運而生，同時國際國內(nèi)各標準化組織制定了相應(yīng)的技術(shù)標準。如何有效利用這些技術(shù)和標準，乃至改進某些技術(shù)細節(jié)，是本課題研究的內(nèi)容之一，也是課題研究的意義所在。視頻壓縮的實時性要求越來越高，而利用DSP實現(xiàn)視頻的實時壓縮是一種非常好的方案。如何充分利用DSP的性能和特點，實現(xiàn)代碼的移植和優(yōu)化，是本課題研究的另外一個重要內(nèi)容，也是課題研究的意義所在?；贒SP的視頻壓縮系統(tǒng)能廣泛應(yīng)

2、用于可視電話、數(shù)字視頻會議和視頻監(jiān)控等領(lǐng)域。6/15/20212研究背景AVS視頻編碼標準的制定我國于2002年6月成立“AVS標準工作組”。2003年底基本完成AVS視頻編碼標準（V1.0)的制定。DSP技術(shù)的進一步發(fā)展采用了先進的流水線結(jié)構(gòu)，哈佛總線體系及硬件乘法器等等，因而能夠?qū)崟r地處理多種數(shù)字信號，這是傳統(tǒng)微處理器所不能達到的。隨著DSP生產(chǎn)工藝的不斷提高，使得DSP性能不斷提高，價格不斷下降。尤其是TI公司新推出的DM642芯片為視頻編碼方案提供了出色的解決方案。6/15/20213基于DSP的視頻編碼系統(tǒng)方案6/15/20214AVS視

3、頻標準編碼框圖6/15/20215AVS視頻編碼標準關(guān)鍵技術(shù)變換/量化幀內(nèi)預(yù)測/幀間預(yù)測熵編碼環(huán)路濾波6/15/20216整數(shù)變換8×8整數(shù)變換矩陣：6/15/20217幀內(nèi)預(yù)測亮度：5種預(yù)測模式色度：4種預(yù)測模式6/15/20218幀間預(yù)測新的濾波方案對半像素使用4拍濾波，代替AVC的6拍濾波半像素插值:（-1/8，5/8，5/8，-1/8）1/4像素插值:（1/16，7/16，7/16，1/16）色度采用1/8雙線型插值A(chǔ)a1bBcdef2h3i4jklmC5D6/15/20219幀間預(yù)測新型的雙向預(yù)測模式:Symmetricmode只編碼一個

4、前向運動矢量，后向運動矢量根據(jù)幀間距離推導(dǎo)得出在兩個方向同時搜索得到最優(yōu)的運動矢量BMV=-FMV*d2/d16/15/202110環(huán)路濾波簡單的環(huán)路濾波Intra宏塊邊界（1，2，1）例：P0=（p1+2xp0+q0+2)>>2Inter宏塊邊界（1，-3，3，-1）6/15/202111AVS視頻標準性能測試測試軟件AVSRM5.0JVTJM75c6/15/202112AVS與H.264性能比較6/15/202113AVS視頻編碼算法改進幀內(nèi)預(yù)測及改進算法運動估計算法及改進基于下采樣的SAD算法6/15/202114幀內(nèi)預(yù)測及改進算法存在問題分

5、析8×8的塊用到所有33個像素值的比率不大，這樣造成5種預(yù)測模式效率并不是很高。另外，最可能模式在幀內(nèi)預(yù)測中被命中為最佳預(yù)測模式的概率很大（80％左右），所以如果優(yōu)先考查最可能模式，采用快速算法能大大縮短幀內(nèi)預(yù)測的時間。6/15/202115幀內(nèi)預(yù)測及改進算法去掉模式4簡化模式46/15/202116幀內(nèi)預(yù)測及改進算法快速幀內(nèi)預(yù)測算法：優(yōu)先考查最可能預(yù)測模式，計算出該模式下的Cost值，然后將該值與一自適應(yīng)閾值（threshold）比較。如果比threshold小，則直接把最可能模式作為最佳模式，不再考查其他4種預(yù)測模式。6/15/202117幀內(nèi)

6、預(yù)測算法測試比較第n幀123456。。。碼率kb/s原方案274864275320275064275080275192274848。。。8252.07本方案279736279512279896279736279976279416。。。8398.52命中數(shù)730730732735740739。。。PSNRY本方案：40.29；原方案：40.346/15/202118運動估計算法及改進UMHexagonS算法搜索步驟初始化運動搜索起始點；X軸方向與Y軸方向幅度不同的“十字”搜索；3）不均勻的多點“六邊形”搜索；4）拓展的基于“六邊形”的搜索。6/15/

7、202119UMHexagonS算法改進6/15/202120命中次數(shù)統(tǒng)計搜索點AkiyoWeatherCoastguard16個搜索點命中次數(shù)6760306581435088個預(yù)去除點命中次數(shù)188229813357百分比2.78％7.5％9．3％6/15/202121簡化UMHexagonS與UMHexagonS測試數(shù)據(jù)性能WeatherAkiyoForemanGrandpaBus碼率變化0．098%0.045%0.096%0.081%0.112%PSNRY變化-0.02%-0.01%-0.02%-0.02%-0.03%6/15/202122基

8、于下采樣的SAD算法及測試結(jié)果第n幀12345。。。碼率kb/s4像素下采樣17177617173617148017208