H.265算法分析及DSP实现研究

发布时间：2017-04-11 04:07

  本文关键词：H.265算法分析及DSP实现研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：视频因具有直观、生动的特点而成为通信的重要方式,其巨大的数据量以及存在的较大冗余构成对其进行压缩的必要性与可行性。2003年5月ITU推出新一代视频压缩编码标准H.264/AVC,在压缩效率以及网络兼容性方面具有较高的性能,取得广泛应用。随着视频图像分辨率和帧率的提高,以及对视频质量的要求越来越高,新一代视频压缩编码标准H.265/HEVC应运而生。H.265/HEVC提高压缩率的同时,其计算复杂度也提高了数倍,从而对算法的实时实现提出了巨大挑战,为此分析H.265图像编码算法并研究其在嵌入式平台上的高效实现具有重要的意义。本文在介绍视频压缩基本概念与背景的基础之上分析视频压缩的基本原理,重点介绍编码块划分、预测技术、熵编码及并行处理等核心技术,着重对比突出H.265相较于H.264所体现的新要求与特点。选择开源代码x265的VS2010工程作为H.265的测试模型,对其进行算法分析和编码压缩功能的仿真实现,并对影响视频质量以及编码效率的重要编码参数进行探究分析。最后修改VS环境下代码,将算法移植到TMS320C6678的高性能DSP硬件平台上,并对实际编码器的性能进行测试。H.265采用更大宏块、更为灵活的编码块划分机制、更为精确的预测等一系列技术有效的提高了编码器压缩率性能。根据仿真结果,在相同的硬件条件下达到近似相同的视频质量,x265编码器的码率相比于x264编码器的码率可降低40%以上,而其编码时间增加了数十倍。通过将算法移植到DSP平台上,有效地提高了编码速度,增强了系统的实时性。
【关键词】：视频压缩 H.265 x265 TMS320C6678 DSP
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.81
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景与意义9-12
• 1.1.1 基本概念9-10
• 1.1.2 视频质量与信道10-12
• 1.1.3 意义12
• 1.2 研究趋势与概况12-16
• 1.2.1 视频压缩编码标准12-15
• 1.2.2 DSP技术15-16
• 1.3 研究内容与安排16-18
• 第二章 H.265算法解析18-40
• 2.1 总体编码架构18-19
• 2.2 图像块划分19-22
• 2.2.1 编码单元20
• 2.2.2 预测单元20-21
• 2.2.3 变换单元21-22
• 2.3 帧内预测22-26
• 2.3.1 预测模式22-24
• 2.3.2 预测实现24-26
• 2.4 帧间预测26-30
• 2.4.1 子像素内插27-28
• 2.4.2 运动估计28-30
• 2.5 整数变换与量化30-31
• 2.6 熵编码31-38
• 2.6.1 CABAC机制33
• 2.6.2 自适应二进制算术编码33-36
• 2.6.3 上下文建模36-38
• 2.7 并行处理38-39
• 2.7.1 Slices与Tiles结构39
• 2.7.2 波前平行处理39
• 2.8 本章小结39-40
• 第三章 H.265算法实现40-57
• 3.1 视频输入与码流输出40-41
• 3.2 编码器选项与参数41-44
• 3.2.1 预设置选项42-43
• 3.2.2 档次与级43-44
• 3.3 x265上层实现分析44-47
• 3.3.1 参数与图像实现44-45
• 3.3.2 编码器与编码流程45-47
• 3.4 x265关键模块算法实现与流程分析47-53
• 3.4.1 率失真模式选择47-50
• 1) 帧内预测模式选择48-49
• 2) 帧间预测模式选择49-50
• 3.4.2 运动估计50-51
• 3.4.3 变换与量化51-52
• 3.4.4 熵编码52-53
• 3.5 实验仿真分析53-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第四章 x.265代码的DSP移植57-66
• 4.1 硬件平台与开发环境57-61
• 4.1.1 TMS320C6678 CPU57-58
• 4.1.2 硬件平台58-60
• 4.1.3 CCS 5.2 集成开发环境60-61
• 4.2 x265基于c6678移植61-64
• 4.2.1 代码剥离62
• 4.2.2 变量与函数修改62-63
• 4.2.3 编译选项与连接命令63-64
• 4.3 CCS移植实现64-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 全文总结66
• 5.2 展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72

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