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視頻會議應用的H.264視頻PILZ編碼器研究
作為多媒體通信技術的一項綜合應用,視頻會議系統(tǒng)正隨網(wǎng)絡環(huán)境的不斷完善而飛速發(fā)展,并且在將來會擁有更廣闊的市場需求。視頻編碼技術是對視頻會議系統(tǒng)的整體效果產(chǎn)生關鍵影響的核心技術,所以針對視頻會議應用,以*H.264標準為基礎,以標準參考代碼JM為藍本,研究并以軟件實現(xiàn)滿足實時要求的視頻PILZ編碼器。

視頻會議應用的H.264視頻PILZ編碼器研究
視頻監(jiān)控以其方便、信息內(nèi)容豐富而廣泛應用于安保、生產(chǎn)管理等場合。圖像編解碼技術是視頻監(jiān)控中的關鍵技術之一。 新一代視頻編解碼標準H.264壓縮性能好，但計算復雜度高，限制了H.264標準的應用。研究目的是針對視頻監(jiān)控的需要，研究、實現(xiàn)一套基于H.264標準的視頻編碼系統(tǒng)。探討H.264軟件編碼器在BF561上的實現(xiàn)及優(yōu)化方法。主要是H.264和BF561嵌入式系統(tǒng)的應用研究。介紹了H.264標準的基本思想和原理及BF561的開發(fā)基礎。分析了X264編碼器流程，確定軟件編碼方案。實現(xiàn)了基于uCLinux嵌入式操作系統(tǒng)的X264編碼器移植。zui后，以ADSP-BF561 EZ-KIT LITE評估板為編碼系統(tǒng)，使用各種優(yōu)化方法和技巧，完成X264編碼器的優(yōu)化。根據(jù)BF561的結構特點，論文從項目級和C語言級別初步優(yōu)化編碼器；并著重用匯編優(yōu)化了H.264的耗時模塊，SAD運算、SATD運算和整數(shù)DCT變換程序；根據(jù)BF561的高速緩存機制，啟用CACHE，提高系統(tǒng)編碼速度。zui后，用不同的測試序列對各階段優(yōu)化效果進行測試，確定較優(yōu)的基于BF561的H.264視頻PILZ編碼器優(yōu)化方案。設計的軟件編碼系統(tǒng)具有較高的編碼效率，測試結果表明了系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性。首先對H.264視頻編碼標準中運算量zui高,對編碼效率影響zui明顯的運動估計技術進行全面的研究。通過分析標準推薦算法,比較大量經(jīng)典的運動估計快速算法的性能和融合相關的理論假設,改進標準推薦算法,大幅提升運動估計算法的運算耗時。同時利用視頻對象分割技術,粗略地檢測視頻會議視頻內(nèi)容中靜止的背景部分,進一步減省編碼器中運動估計模塊的運算量。在運動估計模塊大幅改進的基礎上,利用代碼分析工具In VTune Analyzer對參考代碼JM中各關鍵功能模塊的運算耗時進行定量分析,選取其中運算耗時較高的SAD運算模塊,1/4像素插值模塊和變換編碼模塊作為效能優(yōu)化對象。利用Pentium 4 CPU支持的SSE2指令集的并行運算能力,對上述三個功能模塊的算法實現(xiàn)進行適當修改和代碼重寫,實現(xiàn)效能優(yōu)化,使編碼器整體的編碼速度較好地滿足實時要求。zui后,針對一般視頻PILZ編碼器產(chǎn)品對不同系統(tǒng)資源情況和不同幀速要求,采用相同編碼參數(shù)設置的缺點,在學習標準中的率失真優(yōu)化機制和速率控制技術基礎上,研究關鍵的編碼參數(shù)與運算復雜度間準確的比例關系和編碼參數(shù)間的相關性特點,提出視頻PILZ編碼器運算復雜度自適應調節(jié)算法并給出完整的實現(xiàn)。保證在理想的視頻質量下實現(xiàn)編碼參數(shù)的自適應調節(jié),滿足視頻會議系統(tǒng)預設幀速的要求,保證視頻流暢性。因此，研究基于BF561的H.264視頻PILZ編碼器具有一定的實用價值。

視頻會議應用的H.264視頻PILZ編碼器研究
通過各改進部分和總體的測試數(shù)據(jù)的實證分析,證明研究并實現(xiàn)的視頻PILZ編碼器能很好的滿足視頻會議應用的實時要求,在帶寬要求和編碼速度相當?shù)那闆r下,視頻質量水平比通用的MPEG-4編碼器(使用針對實時應用的Simple Profile設置)有明顯的提升,同時具有較準確的運算復雜度自適應調節(jié)功能,對不斷發(fā)展的視頻會議應用有重要的實用價值。