基于MIPS的H.264编码器设计及优化研究【毕业论文】.doc

本科毕业设计 （20 届） 基于MIPS的H.264编码器设计及优化研究 所在学院 专业班级 计算机科学与技术 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘　要 【摘要】H.264编码标准是2003年5月制定的新一代视频编码标准。H.264编码标准与以往标准相比有许多新技术，例如1/4，1/8精度的子像素运动估计，多参考帧技术，去块滤波，加强的熵编码，小块的整数变换 Abstract 【ABSTRACT】 H.264 is the newest video compression standard jointly published in 2003. H.264 coding standard, compared with previous standards there are many new technologies, such as 1 / 4, 1 / 8 sub-pixel motion estimation, multiple reference frame technique, deblocking filter, enhanced entropy coding, integer transform small pieces. But because of its coding performance is increasing the cost of coding complexity, it is difficult to achieve real-time encoding, transmission requirements, a great limit on a mobile device applications. This paper analyzes the principle of H.264, and H.264 test model JM8.6 official reference,the motion estimation search algorithm in detail, implementation and optimization algorithm of H.264 encoder. 【KEYWORDS】H.264;encoder;optimization. 目　录 摘　要 2 Abstract 3 1 绪论 6 1.1 选题背景 6 1.2 选题目标及意义 6 1.3 开发思路 7 1.4 论文结构说明 7 2 数字视频理论基础 8 2.1 视频源格式 8 2.2 数据库需求分析 8 2.2.1 主观视频质量评定 8 2.2.2 客观视频质量测量 9 3 H.264编码原理 10 3.1 H.264概述 10 3.2 编码器 10 3.3 帧内预测 11 3.3.1 4*4亮度预测 11 3.3.2 16*16亮度预测 12 3.3.3 8*8色度预测 12 3.4 帧间预测 12 3.4.1 树状运动补偿 12 3.4.2 运动矢量 13 3.4.3 MV预测 14 3.5 整数变换与量化 15 3.5.1 4*4DCT整数变换 16 3.5.2 量化 17 3.5.3 Hadamard 变换 18 3.5.4 完整的变换、量化过程 20 3.6 熵编码 20 3.6.1 哥伦布指数编码 21 3.6.2 基于上下文自适应可变长编码 CAVLC 22 3.7 小结 24 4 H.264编码器分析实现 25 4.1 编码器结构 25 4.2 运动估计代码分析 26 4.3 经典运动搜索算法分析及实现 28 4.3.1 全搜索法FS 28 4.3.2 三步法TSS 29 4.3.3 四步法FSS 30 4.3.4 菱形法DS 31 4.3.5 梯度下降法BBGDS 32 4.3.6 六边形法 HEXBS 33 4.4 小结 33 5 H.264编码器优化研究 34 5.1 算法复杂度分析 34 5.2 算法优化 34 5.3 MIPS平台移植 36 5.4 MIPS平台优化 37 5.5 小结 38 致谢 40 绪论 选题背景 随着互联网的普及，数字视频技术在网络通讯和广播领域得到了广泛的应用，视频和多媒体信息在Internet网络和移动网络中处理和传输成为信息化过程中的热点技术。视频信息有直观性、确切性、高效性、广泛性等特点[1]，但其信息量过大不易于存储和传输。要使网络视频得到广泛应用，必须解决视频编码压缩问题。 从1984年CCI