AVS视频编码器预测方法的研究

随着日常生活对多媒体通信需求的增长,视频通信也成为课题研究的热点。在2002年我国成立了数字音视频编解码技术标准工作组,简称AV工作组。工作组制定了数字音视频编解码技术国家标准(A、,S标准)。AV标准的第二部分为视频编解码标准,该部分适用于直播卫星视频业务、数 字地面电视广播、交互存储媒体、有线电视、宽带视频业务、多媒体邮件以及远程视频监控等。本文就是针对AVS视频编码器在PC机上的实时编 码而展开的研究。在本课题研究中用到了Intel公司多媒体增强指令集,主要有MMX指 令集和SSE2指令集。AVS视频编码器中有部分编码模块的算法较复杂、计 算量较大,不利于编码器实时编码的实现。所以本文从算法优化和多媒指令优化两个方面进行研究,来降低编码复杂度、提高编码器的编码速度。首先,利用SIMD技术对计算量大的帧内预测编码模块进行了多媒体指令 的优化,在不改变信噪比和码率的情况下,很好的提高了编码速度。其次,对非对称十字形多层次六边形格点运动搜索(UNHexagonS)模型进行了深 入研究,分析了该模型存在的不足点,并提出了相应的改进方法。实验结果表明,在不影响图像质量的情况下,编码器编码速度得到了明显的提高。再次,根据视频序列实时运动剧烈程度和AVS编码器使用多参考帧的帧间预测技术的特点,提出了综合利用运动矢量MV和参考帧位置,混合使用 搜索效果较好的三种搜索模型有效的减少搜索点数,降低搜索时间,提高编码器的编码速度。本课题研究主要完成了以下工作:1应用SIMD技术完成了A、,S视频编码器帧内预测模块中预测模式以)及zigzag扫描的多媒体指令优化,缩短了帧内预测编码时间,编码器的编码太原理工大学硕士研究生学位论文 速度大大提高。其中,QCIF格式的测试序列,帧率提高18fps左右;CIF格式的测试序列,帧率提高7fps左右;Dl格式的测试序列,帧率提高2fps左右。2在快速搜索模型UNHexagonS中,sad的阈值实现了基于宏块大小的自适应,在自适应阈值的基础上加入了搜索提前终止判断,并且在sad 计算函数中加入了终止判断。在帧间模式选择中加入了P 8×8模式代价值的提前终止判断。使用改进后的运动估计模块,CIF格式的测试序列帧率平均提高7.94fps;3通过对mv和参考帧位置的综合考虑,利用现有的快速搜索模型对 不同运动剧烈程度的编码块使用不同的快速搜索模型,在不影响视频编码质量的前提下,使搜索点数大大降低,对不同的测试序列搜索速度有不 程度的提高