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上海交通大学硕士学位论文
编码器帧内预测算法优化及DSP 实现

摘要

是 ITU-T VCEG 和 ISO/IEC MPEG 联合制定的最新的
视频编码国际标准是目前图像通信研究领域的热点问题之一
采用了网络抽象层和视频编码层的分层结构体系具有良好的网络适
应性能够使得码流和包结构的传输层无缝连接视频编码层采用了
许多新技术使得编码性能大幅度提高但是编码效率的提高是以复杂
度的成倍增加为代价的这就使得 在实时的视频编码及传输应
用中面临着巨大的挑战本文的研究工作面向 算法的优化和实
现本文提出了新的帧内预测算法在保持基本相似的 PSNR 和比特
率的情况下大幅度提高编码速度并且探索了在资源有限的 DSP 平
台上 编码器实现的有效途径具有较强的实用价值纵观本文
主要包含以下内容
本文首先简单总结了图像编码的基本原理主要方法与图像编码
的国际标准和建议接着详细介绍了标准包括其分层的
体系结构以及视频编码层的新特性最后指出了复杂度是未
被广泛应用的主要因素之一必须进行算法和针对平台的快速优化
建立在前面章节分析的基础上论文着重对帧内预测技术
进行优化首先详细介绍了 中 4 4 16 16 的亮度块和 8
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8 的色度块的帧内预测模式其出色的编码性能达到了 JPEG-2000
的效果接下来论文分析了 的 JM 参考代码帧内编码的复杂度
介绍了帧内预测算法的研究现状然后本文提出了两种帧内编码的快
速算法其一是一种新的混合快速帧内预测模式判决算法该算法基
于四点改进思想分别是亮度色度模式判决分离基于预测方向的过
滤器 I4 变换域特征排序和 I4 到 I16 的映射预测并且分析了使用
这些快速想法的后验错误概率该算法能够将 I 帧编码速度提高 6 倍
几乎不损失编码 PSNR 性能相比较其它的快速算法也显示了优势
另外一种算法为改进的基于边缘方向信息的快速算法该算法在基于
方向信息的算法基础上针对 I4 模式与 I16 和色度模式做了改进
其中 I4 模式改进能够将边缘检测时间减少 50%以上最后对帧内编
码研究提出了一些很有参考价值的建议
本文在第四章叙述了 Baseline QCIF 编码器在 DSP 平台上
的实现首先介绍了项目所用的 Blackfin533 芯片和 EZ-KIT 评估板
BF533 虽然采用了 MSA 核但是其计算能力和内存相对于 编
码要求有一定差距接下来论文概括了项目实施的流程图和关键技
术分析了编码器选项的选择算法优化除了帧内编码优化还使用了
SKIP 模式的早期判断和改进的运动搜索算法介绍了 DSP 的系统配
置和移植过程中的 Memory 配置 Cache 应用和 DMA 等总结了在
C 代码优化和汇编语言实现过程的要点最后列出了目前 DSP 编码
器的性能
关键字 视频编码复杂度分析帧内预测 DSP
II
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ENCODER INTRA-PREDICTION ALGORITHM
OPTIMIZATION AND DSP IMPLEMENTATION

ABSTRACT

is the newest video international standard designed by both ITU-T VCEG
and ISO/IEC MPEG. It es an important content of munication
research field. is divided work abstraction layer(NAL) and video coding
layer(VCL). NAL is work friendliness and make it possible of integration
seamless between bit rate and transportation layer. The new technology of VCL
improved coding efficiency greatly. However the improvement is based on the cost of
rapid plexity, which makes it difficulty of real-time coding and
transmissi