● 摘要
随着计算机科学和芯片技术的飞速发展，视频编码技术的理论研究和实际应用在近些年来都得到了长足的进步，视频编码技术的研究已经成为当今信息科学研究的焦点。本课题以H.263建议，H.264/AVC建议为主线，在视频编码算法理论研究和视频编码算法软件硬件实现两个方面对视频编码技术进行了分析，研究和实践。本课题的主要工作包括：（1）提出基于梯度下降的自适应预测运动估计算法。该算法首先预测初始运动矢量，然后根据视频图像中物体的运动特点自适应选择梯度下降算法或一步搜索算法。针对梯度下降算法，在搜索的最后加入了局部扰动，验证匹配点的正确性。实验结果表明，该算法保证了图像质量的同时，提高了搜索速度；（2）提出自适应选择抽取模式的运动估计算法。降低视频编码中的运算量是视频编码技术研究中非常重要的课题。除了快速搜索算法，降低运动估计中评价准则判断的计算冗余，也是降低计算量很重要的方法。本文提出的自适应选择抽取模式的运动估计算法就在减少运动估计评价准则计算冗余上，提出了5种抽取模式。实验结果表明，该算法与不进行抽取的算法比较，计算量可以降低50%以上,视频图像质量却无明显下降；（3）进行了H.264/AVC编码算法工程化预研工作。H.264/AVC是目前最先进的视频编码标准，本课题密切关注H.264/AVC中的新算法，并对其工程化实现进行了大量测试，获得了宝贵的实验数据，为今后的工作奠定基础；（4）在软件实践上，完成了H.263编码器软件仿真。具体实现了H.263编码器基本算法，2种高级模式和3种搜索方式。最终完成了基于H.263算法的可视化测试平台。（5）在硬件实践上，完成了基于DSP的视频采集及预处理工作和基于Arm的H.263编解码算法优化工作。视频采集及预处理完成了PAL（Phase Alternating Line）制式模拟视频信号到CIF（Common Image Format）格式数字视频信号的采集和格式转化。H.263编解码算法优化完成了编解码算法在硬件上运行加速的任务，提高了编码效率。