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1、西安电子科技大学 硕士学位论文 H.264码流结构的分析及其实现的优化 姓名：严晓飞 申请学位级别：硕士 专业：软件工程 指导教师：常义林;胡秀丽 20070101 摘要 摘要 近些年来，伴随着生活水平的提高，人们对视频和音频信息的需求愈来愈强 烈。而同益丰富的集音频、视频、图像、文字、数据为一体的多媒体信息，也使 得越来越多的人开始享受到生活的乐趣。因此，对以视频为主的多媒体技术的研 究逐渐成为了人们关注的焦点，在这之中，数字电视( 包括H D l 、，) 、D V D 压缩与存 储、视频会议等多媒体的应用都是研究热点，也是多媒体技术的一个发展方向和 趋势。这其中的一个关键技术就是视频压缩技
2、术，这也促使了许多视频编码标准 的产生。 H 2 6 4 A V C 是由国际电信联盟( I T U ) 和国际标准化组织( i s o ) 共同制定的新一 代视频编码标准。该标准采用了一系列先进编码技术，在编码效率、网络适应性 等诸多方面都超越以往的视频编码标准，代表了未来多媒体数据压缩编码的发展 趋势及时跟踪和掌握H 2 6 4 A V C 的核心技术，并结合实际应用在某些关键方向上 有所创新和发展( 解码性能) ，是一项很有价值的工作。在解码方面，H 2 6 4 的J M 模 型虽然经过了几次改动，并且每次改动都比之前的性能有所提高，但尚且不能达 到实时解码的效果。鉴于此，本文的工作主要
3、集中以下几个方面： 1 阐述了视频编解码标准的大致发展情况，并以H 2 6 4 的几项关键技术为例，详 细地分析了最新的视频编解码标准H 2 6 4 ，从而对以后的学习取得帮助。 2 基于对H 2 6 4 标准的学习以及与H 2 6 3 标准的对比，分析了H 2 6 4 的视频语法流以 及其码流结构。 3 根据H 2 6 4 的码流结构特点及其解码流程，对H 2 6 4 中比较耗时的函数进行软件 优化，通过对较耗时函数的改进实现H 2 6 4 解码性能的优化。 关键字：H 2 6 4 码流结构J M 模型解码 A b s t r a c t A b s t r a c t W i t ht h
4、 ee n h a n c e m e n to ft h es t a n d a r do fo u rl i v i n g , p e o p l eh a v ed e m a n d e dv i d e o a n da u d i oi n f o r m a t i o ns t r o n g e ra n ds t r o n g e rf o rt h e s ey e a r s A n dm u l t i m e d i a i n f o r m a t i o nw h i c hi n t e g r a t e da u d i o ，v i d e o
5、，i m a g e s ，t e x t sa n dd a t a ，h a sf a c i l i t a t e dm o r e a n dm o r ep e o p l e S o ，p e o p l eh a v eg r a d u a l l yf o c u s e do nt h er e s e a r c ho fm u l t i m e d i a i n f o r m a t i o n A m o n gt h i s ，s o m em u l t i m e d i aa p p l i c a t i o n sl i k ed i g i t
6、a lT V ( i n c l u d i n g H D T V ) c o m p r e s s i n ga n ds t o r a g eo fD V D s ，V i d e oc o n f e r e n c ea r et h ef o c u so fr e s e a r c h a n dt h et r e n do fm u l t i m e d i at e c h n o l o g i e s ，i nw h i c ht h ev i d e oc o m p r e s s i n gt e c h n o l o g y w h i c hm a
7、k eas e r i e so fv i d e oc o d i n gt e c h n o l o g i e se m e r g i n gi st h ek e yt e c h n o l o g y T h ee m e r g i n gH 2 6 4 A V Cv i d e oc o d i n gs t a n d a r dw a sd e v e l o p e dc o l l a b o r a t i v e l y b yt h eI T U - Ta n dI S O I E C B ya d o p t i n gan u m b e ro fn e
8、wc o d i n gt e c h n i q u e s ， H 2 6 4 A V C h a sa c h i e v e das i g n i f i c a n ti m p r o v e m e n ti nc o m p r e s s i o np e r f o r m a n c ea n da ”n e t w o r k - f r i e n d l y ”v i d e or e p r e s e n t a t i o nr e l a t i v et oe x i s t i n gs t a n d a r d s I ti sav a l u a
9、 b l e a n di m p o r t a n tw o r kt ot r a i la n dg r i pt h ek e r n e lt e c h n o l o g yo fH 2 6 4 A V C C o m b i n i n g w i t h a p p l i c a t i o n s ，w e s h o u l di n n o v a t ea n d d e v e l o p n e w t e c h n o l o g i e s o f H 2 6 4 A V C ，s u c ha sd e c o d i n g 。T h eJ Mm o
10、 d e l so fH 2 6 4h a db e e nm o d i f i e df o raf e w t i m e sw i t ht h ed e c o d i n gp e r f o r m a n c ei m p r o v e dm o r ea n dm o r e ，b u ti ts t i l lc o nn o t r e a l - t i m ed e c o d e S o ，m yw o r km a i n l yf o c u s e do nt h ef o l l o w i n g ： 1 A n a l y z e dt h es t
11、a n d a r di nd e t a i la n dc o m p a r e dw i t ho t h e rs t a n d a r d sc o m p r e h e n s i v e l y ， t oe s t a b l i s ht h ee m p h a s e sa n do r i e n t a t i o no ff u r t h e rs t u d y 2 B a s e do nt h es t u d yo fH 2 6 4s t a n d a r da n dt h ec o m p a r i n gw i t hH 2 6 3 ，Ia
12、 n a l y z e dv i d e o s y n t a xs t r e a m i n ga n d t h ec o d i n gs t r u c t u r eo fH 2 6 4 3 B yt h em e a n so fr e c o g n i z i n gw i t ht h ec o d i n gf u n c t i o n so fH 2 6 4 Io p t i m i z e dt h e d e c o d i n ge f f i c i e n c yo fH 2 6 4b yu s i n gs o f t w a r em e n dt
13、ot h ef u n c t i o n so fH 2 6 4w h i c h w e r em o s tt i m e c o n s u m i n g K e yw o r d s ：H 2 6 4c o d i n gs t r e a m i n gs t r u c t u r eJ Mm o d e ld e c o d i n g 创新性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 结果。尽我所知，除了文中特另, l J n 以标注和致谢中所罗列的内容外，论文中不包 含其它人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其 它教
14、育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所作的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请论文若有不实之处，本人愿承担一切相关责任。 本人繇阻 日期：抛：o 乡 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕 业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名仍然为西安电子科技大学。学校 有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文：学校可以公布论文的全部或 部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。 本人繇垩些日期：丝! Z ：坐墨 翮魏一
15、 嘲砭z 经。 第一章绪论 第一章绪论 自二十世纪8 0 年代以来，伴随着数字存储媒体、电视传播及通信等应用领域 中对图像编码需求的同益增长，迫切需要制定和完善相应的图像压缩编码的国际 标准1 1 l o 在本节中，我们回忆了视频编码标准的发展历程，以及对相关的视频编码 标准进行了大概的介绍，重点指出了新一代视频编码标准H 2 6 4 的特点，从而有 助于对视频编码标准作进一步的了解。 1 1 视频编码标准的发展 目前，开发视频编码标准的组织有两个，一个是I T U T ，另一个是l S O I E C 。 1 1 1 J T 视频编码标准被称作建议，以H 2 6 X 的形式表示( 例如，H
16、2 6 1 ，H 2 6 2 和H 2 6 3 ) 。 I S O I E C 标准则以M P E G X 的形式表示( 例如，M P E G 1 ，M P E G 2 和M P E G 4 ) 。视频 标准是视频技术得到广泛应用的关键性因素，是国内国外技术交流的基础。每一 次标准的提出，都会在世界范围内掀起新的视频技术革命的浪潮。比如，M P E G 1 的制定导致了V C D 的发展；M P E G 2 标准则是D V D 和数字电视以及H D T V 的前提； M P E G 4 标准引发了大量基于互联网的视频应用；H 2 6 3 贝i 在视频会议方面起到了 重要的作用。H 2 6 4 作为更新的视频编解码标准1 2 J ，其在网络纠错性及视频图像压 缩性方面的优势必将使得它有更广阔的前景。 1 9 8 81 9 9 01 9 9 21 9 9 41 9 9 61 9 9 82 0 0 02 0 0 22 0 0
