
基于H.264的视频解码的研究及软件实现
作品编号:DZDQ609 开发环境: WORD全文:66页 论文字数:21000字 此基于H.264的视频解码的研究及软件实现毕业设计完整版包含[论文] |
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结论
随着本次设计过程的深入,笔者发现H.264从框架结构上将NAL与VCL分离。分析后得出的结论是其主要有两个目的:首先,可以定义VCL视频压缩处理与NAL网络传输机制的接口,这样允许视频编码层VCL的设计可以在不同的处理器平台进行移植,而与NAL层的数据封装格式无关;其二,VCL和NAL都被设计成工作于不同的传输环境,异构的网络环境并不需要对VCL比特流进行重构和重编码。
在这个基础上,笔者认为在H.264标准的基础上开发视频通信工具主要还是回归到软硬件协同设计方面。使用VC++开发工具进行软件编程实现VCL,使用DSP芯片进行NAL设计。在目前比较成熟的视频监控、会议电视、可视电话、高清晰度DVD(HD DVD)的应用总大多采用此类设计。而且H.264标准的容错性因为采用数据分割、复杂的FMO/ASO等宏块、条带组织机制、强制Intra块刷新编码、约束性帧内预测等技术手段使图像质量比其他标准的图像处理更能令公众接受。
在设计中,笔者尝试使用了目前其他学者提出的对H.264标准的优化方案。这些方案大多集中对算法结构优化、降低处理时延、提高实时性和进一步提高图像质量上。这些方案主要是把VLC和量化进行组合减少查询时间,或者如本文所借鉴的快速运动估计算法(FMEA),FMEA使运动估计的平均时间为JM10.2 的30.332%,PSNR 平均降低1.1%,码率平均增加3.95%。在不显著降低压缩质量的同时大幅减少了H.264 运动估计所需要的时间。从各种方案来看,H.264标准的优化还有很大的空间。
但是在设计中不难发现的是H.264标准算法的复杂度是其他压缩标准的四倍以上,这对CPU和DSP芯片的处理能力无疑要求更高。而据上海的《第一财经日报》 2007年05月31日报道:我国拥有自主知识产权的国家第二代信源编码标准AVS视频部分已经进入ITU-T IPTV工作组第四次会议(5月7~11日,斯洛文尼亚)WG6的输出文档,正式成为四个可选视频编码格式之一。中国电信计划在下个月(6月)于上海展开基于AVS的IPTV测试。AVS在编码效率上与H.264处于同等技术水平,对AVS与H.264的计算实现复杂性进行扼要对比,大致估算,AVS解码复杂度相当于H.264的30%,AVS编码复杂度相当于H.264的70%。
可见,在各种标准和标准下,H.264面对着激烈的竞争压力。只有在不断改善算法和编码效率来赢得胜利。
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随着本次设计过程的深入,笔者发现H.264从框架结构上将NAL与VCL分离。分析后得出的结论是其主要有两个目的:首先,可以定义VCL视频压缩处理与NAL网络传输机制的接口,这样允许视频编码层VCL的设计可以在不同的处理器平台进行移植,而与NAL层的数据封装格式无关;其二,VCL和NAL都被设计成工作于不同的传输环境,异构的网络环境并不需要对VCL比特流进行重构和重编码。
在这个基础上,笔者认为在H.264标准的基础上开发视频通信工具主要还是回归到软硬件协同设计方面。使用VC++开发工具进行软件编程实现VCL,使用DSP芯片进行NAL设计。在目前比较成熟的视频监控、会议电视、可视电话、高清晰度DVD(HD DVD)的应用总大多采用此类设计。而且H.264标准的容错性因为采用数据分割、复杂的FMO/ASO等宏块、条带组织机制、强制Intra块刷新编码、约束性帧内预测等技术手段使图像质量比其他标准的图像处理更能令公众接受。
在设计中,笔者尝试使用了目前其他学者提出的对H.264标准的优化方案。这些方案大多集中对算法结构优化、降低处理时延、提高实时性和进一步提高图像质量上。这些方案主要是把VLC和量化进行组合减少查询时间,或者如本文所借鉴的快速运动估计算法(FMEA),FMEA使运动估计的平均时间为JM10.2 的30.332%,PSNR 平均降低1.1%,码率平均增加3.95%。在不显著降低压缩质量的同时大幅减少了H.264 运动估计所需要的时间。从各种方案来看,H.264标准的优化还有很大的空间。
但是在设计中不难发现的是H.264标准算法的复杂度是其他压缩标准的四倍以上,这对CPU和DSP芯片的处理能力无疑要求更高。而据上海的《第一财经日报》 2007年05月31日报道:我国拥有自主知识产权的国家第二代信源编码标准AVS视频部分已经进入ITU-T IPTV工作组第四次会议(5月7~11日,斯洛文尼亚)WG6的输出文档,正式成为四个可选视频编码格式之一。中国电信计划在下个月(6月)于上海展开基于AVS的IPTV测试。AVS在编码效率上与H.264处于同等技术水平,对AVS与H.264的计算实现复杂性进行扼要对比,大致估算,AVS解码复杂度相当于H.264的30%,AVS编码复杂度相当于H.264的70%。
可见,在各种标准和标准下,H.264面对着激烈的竞争压力。只有在不断改善算法和编码效率来赢得胜利。
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