【摘要】：視頻信號是人類感知自然界的重要媒介,它在多媒體通信及信號處理領(lǐng)域中扮演著不可替代的角色。然而,由于視頻信號既包含靜態(tài)的圖像信息,又包含動態(tài)的運動信息,因此視頻信號相比于其它媒體需要更多的數(shù)據(jù)表示,這就意味著需要更多的存儲容量和通信帶寬。為了解決視頻數(shù)據(jù)量巨大的問題,視頻編碼技術(shù)應運而生。視頻編碼的目的就是盡可能在保持視頻質(zhì)量不變的情況下降低視頻信號表示的比特率。小波變換作為一種精美的時頻分析工具,它可以將信號進行多尺度分析,更好的反應信號的時頻局部特性,因此自誕生以來在學術(shù)界和工業(yè)界均得到廣泛的應用和發(fā)展。本文系統(tǒng)研究了T+2D小波視頻編碼方案中編碼器、解碼器以及碼流提取器的工作原理,從中認識到小波視頻編碼作為可伸縮視頻編碼的優(yōu)勢和不足。小波視頻編碼最大的優(yōu)勢是借助小波變換的多分辨特性可一次性生成幀率、分辨率和質(zhì)量可伸縮的嵌入式碼流。雖然基于運動補償時域濾波的小波視頻編碼采用開環(huán)結(jié)構(gòu),成功避免在編碼中包含解碼過程,一定程度上減輕了編碼器工作的負擔,但其偏高的復雜度依然使其在實時應用中存在困難。為此,本文針對基于T+2D小波視頻編碼方案的編解碼器工作過于復雜的問題,從算法優(yōu)化和平臺優(yōu)化兩個方面降低小波視頻編碼器工作的復雜度。(1)改進運動估計算法。運動估計是T+2D小波視頻編碼復雜度最高的模塊,為了在比特率基本不變的情況下降低運動估計算法的復雜度,本文首次將TZSearch搜索算法應用到小波視頻編碼中,并結(jié)合小波視頻編碼的塊匹配特征和運動搜索的相關(guān)性分別從靜止塊檢測、停止搜索準則、自適應范圍搜索等方面提出改進的TZSearch算法。為了驗證算法性能,利用多組不同分辨率、不同紋理運動復雜度的視頻序列進行測試,結(jié)果表明改進的運動估計算法相比于原算法有效降低了時間復雜度,而其編碼比特率和視頻質(zhì)量基本不變。(2)DSP移植與優(yōu)化。本文選用定點DSP芯片TMS320DM642作為實驗平臺。為了使小波視頻編碼在此硬件工作平臺能夠加快編解碼速度,本文首先對小波視頻編碼中存在浮點運算的模塊進行定點化,然后對小波視頻編碼某些模塊進行了必要的簡化,利用軟件流水、內(nèi)聯(lián)函數(shù)、消除存儲器相關(guān)性、線性匯編優(yōu)化等方法充分利用并行指令和硬件資源,提高程序執(zhí)行的效率。實驗結(jié)果表明,簡化優(yōu)化后的小波視頻編碼程序降低至少90%的時間復雜度,執(zhí)行的時鐘周期數(shù)明顯減少,使其在硬件平臺實時編解碼成為可能。
【圖文】：

原始版本與優(yōu)化版本的視頻質(zhì)量比較
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41

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