H.264编码的改进研究及在龙芯平台Web服务器上的实现

发布时间：2023-08-27 14:37

　　H.264/AVC由于拥有高效的压缩比和较强的网络适应能力,使得在通信及互联网行业广泛应用。然而,其优异性能是通过引入了许多新的编码技术实现的,这些编码技术一方面提升了H.264的编码性能,另一方面却带来了超高的计算复杂度。例如,对于一些资源受限的嵌入式平台,H.264很难发挥出优势,短板明显。本文通过对H.264中几个关键技术引入的编码复杂度进行分析,选定对帧内预测及帧间预测进行改进。为解决在帧内预测模式选择过程中编码时间过长的问题,提出了一种改进的帧内预测模式快速分类算法。首先通过分析频域高频分量特征,使用宏块评价函数和训练的阈值实现对intra 4×4和intra 16×16模型的快速分离;同时,针对intra 4×4预测模式过多的问题,利用改进的Kirsch算子表征出图像的纹理方向,缩减了4×4预测模式。在JM模型下实验结果表明,改进的帧内预测模式快速分类算法在编码时间方面缩减了67.81%。另外,为解决Umhexagon S在预测最优运动矢量过程中运动估计时间消耗较大的问题,首先在起始点搜索环节得到最优点后,直接进入EDR模型的三步迭代运动情景分类判定;然后对大范围搜索模型进...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 视频编码发展现状
        1.2.2 龙芯平台软硬件发展状况
    1.3 论文研究内容与章节安排
2 H.264关键技术与龙芯平台介绍
    2.1 H.264关键技术原理
        2.1.1 帧内预测
        2.1.2 帧间预测
        2.1.3 变换编码与量化
        2.1.4 熵编码
    2.2 硬件开发平台介绍
        2.2.1 MIPS体系架构
        2.2.2 龙芯3A处理器
    2.3 本章小结
3 H.264帧内预测模式选择算法的改进
    3.1 现有帧内模式选择算法复杂度分析
        3.1.1 基于RDO及SATD准则的模式选择
        3.1.2 基于图像平滑度信息的快速模式选择
        3.1.3 基于图像边缘信息的快速模式选择
    3.2 改进的频域高频特征快速模式选择算法
        3.2.1 空间域分析
        3.2.2 变换域分析
        3.2.3 平坦宏块评价函数
    3.3 改进的Kirsch算子边缘检测分类
        3.3.1 Kirsch算子的循环矩阵改进
        3.3.2 边缘检测分类
        3.3.3 改进算法总结
    3.4 实验结果比较与分析
    3.5 本章小结
4 基于帧间最优运动矢量预测过程的改进
    4.1 经典运动估计算法对比分析
        4.1.1 全局搜索算法
        4.1.2 分数精度搜索算法
        4.1.3 快速搜索算法
        4.1.4 分级搜索范围算法
    4.2 UMHexagonS的改进
        4.2.1 UMHexagonS存在问题及改进点分析
        4.2.2 大范围搜索模板划分
        4.2.3 运动情景分类策略
        4.2.4 5 ×5螺旋搜索改进
        4.2.5 改进算法总结
    4.3 实验结果比较与分析
    4.4 本章小结
5 龙芯平台Web服务器搭建与编码实现
    5.1 软件环境搭建
        5.1.1 交叉编译环境的建立
        5.1.2 PMON的移植
        5.1.3 Linux内核的移植
        5.1.4 制作根文件系统
    5.2 Web服务器的构建与移植
        5.2.1 嵌入式Web服务器的介绍与选取
        5.2.2 BOA的移植与配置
        5.2.3 CGI移植
    5.3 图像的采集与传输
        5.3.1 V4L2技术
        5.3.2 RTP/RTCP传输协议
    5.4 系统测试与分析
    5.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3844109