AVS視頻編碼器中熵編碼及運動估計的研究與優(yōu)化.pdf

1、數(shù)字音視頻編碼技術(shù)標準(AudioandVideocodingStandard，AVS)是我國自主制定的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第二代音視頻信源編碼標準。與國際上流行的其他音視頻編碼技術(shù)標準相比，AVS具有性能高、計算復雜度低、專利授權(quán)費用低等優(yōu)點，它的實施對于我國發(fā)展自主的多媒體文化產(chǎn)業(yè)具有非常重要的經(jīng)濟效益和社會意義。
　　 該標準一共包括9個部分，其中第二部分(AVS-P2)和第七部分(AVS-P7)為視頻編碼標準。目前AVS

2、標準組已經(jīng)發(fā)布了視頻編解碼的企業(yè)版參考軟件。為了實現(xiàn)高效壓縮，AVS-P2采用了大量類似于H.264/AVC中的新技術(shù)。這些技術(shù)包括：幀內(nèi)預測；可變塊大小的運動補償；多參考幀預測；1/4像素精度的運動矢量；整數(shù)余弦變換；基于上下文的二維變長編碼和指數(shù)哥倫布編碼；環(huán)路濾波等。采用了這些先進的視頻編碼技術(shù)后，AVS的壓縮效率和解碼質(zhì)量都有了很大的提高。
　　 但是這些先進編碼技術(shù)既增加了基本模塊的復雜度，也成倍提高了算法的復雜度，使

3、得視頻編碼器的時間效率、編碼速度比較低，不利于AVS的實際應用，尤其是在實時視頻通信以及其他一些對實時性要求比較高的領域的使用。本課題的研究目的就是對AVS-P2視頻編碼器進行優(yōu)化，研究編碼器核心模塊的快速算法，提高編碼器的編碼速度，為其在DSP等硬件平臺上實現(xiàn)實時高效編碼打下堅實的基礎?；谏鲜鏊悸罚撐牡闹饕ぷ靼ǎ?br>　　 首先，簡要介紹了國內(nèi)外流行的視頻編碼標準，將AVS視頻標準與H.264/AVC進行了簡單比較，并詳細

4、介紹了AVS視頻編碼標準的編碼結(jié)構(gòu)框架和編碼流程，以及幀內(nèi)預測、幀間預測、變換與量化、熵編碼、環(huán)路濾波等關鍵技術(shù)。
　　 然后對AVS所采用的關鍵熵編碼技術(shù)：基于上下文的二維變長編碼(2D-VLC)和k階指數(shù)哥倫布編碼進行了研究、優(yōu)化。修改了2D-VLC編碼中使用的19個碼表(VLCtable)的存儲結(jié)構(gòu)，改變了碼表之間的切換方法，節(jié)省了約86％的VLCtable存儲空間；對由查表得到的symbol的分布規(guī)律進行了大量實驗統(tǒng)計，

5、并根據(jù)實驗統(tǒng)計結(jié)果采用了新的k階指數(shù)哥倫布編碼方法，縮短了編碼時間。
　　 最后，重點對AVS視頻編碼器中的核心部分運動估計進行了算法及程序上的研究，特別是亞像素運動搜索快速算法的研究與改進。針對不同運動程度的視頻序列，對宏塊亞像素運動搜索后得到的最優(yōu)匹配位置的分布規(guī)律進行了大量的實驗和統(tǒng)計分析，并提出了一種基于宏塊/塊運動劇烈程度的亞像素搜索策略；而且針對運動劇烈宏塊的亞像素運動搜索后最優(yōu)匹配位置的分布特點，提出了一種適用于大