基于嵌入式平臺的視頻編碼器的實現
(2)1/4像素精度的運動估值。在h.264中通過6階FIR濾波器的內插獲得l/2像素位置的預測值。當l/2像素值獲得后,通過取整數像素位置和l/2像素位置像素值均值的方式獲得l/4像素位置的值,這樣迸一步減小幀間預測誤差,減少了經變換和量化后的非零比特數,提高了編碼效率。
(3)多參考幀運動估值。以往的編碼技術在對P幀(場)圖像進行幀間預測時,只允許以前一個I幀(場)圖像或P幀(場)圖像為參考幀。對B圖像進行預測時只允許以前后兩個I幀(場)圖像或P幀(場)圖像為參考圖像。h.264則允許在ReferenceBuffer中的多個圖像中選取一個(P預測方式)或兩個(B預測方式,圖像作為參考圖像。參考圖像甚至可以是采用雙向預測編碼方式的圖像。
(4)參考圖像的選取與其編碼方式無關。允許選取與當前圖像更加匹配的圖像為參考圖像進行預測,減小了預測誤差,提高編碼效率。
(5)更精確的幀內預測。在h.264中,每個4*4塊中的每個像素都可用17個最接近先前已編碼的像素的不同加權和來進行幀內預測。
(6)環路去方塊濾波器。h.264/AVC把去方塊濾波引入運動估計預測環路中,既可去除方塊效應,又能保護圖像細節邊緣,同時亦改善了圖像的主、客觀評定質量。而且經過濾波后的圖像根據需要放在緩存中用于幀間預測,進一步提高預測精度。
(7)h.264使用統一的可交長度編碼國Ⅵz)碼表。以往標準的熵編碼通常采用變長度的哈夫曼編碼,其碼表不統一,不能適應變化多端的視頻內容,從而影響編碼效率的提高。在此,即對h.263不同系數采用不同碼表進行VLC作了改進,采用了一個統一碼表的IrvIC,同時,又對h.26L中的VCL方法進行了改進,使量化后的DCT變換系數使用基于內容的自適應可變長度編碼(CAⅥC),此外還定義了一種基于上下文內容的自適應二進制算術編碼(CABAC),其性能比CAVLC更好。從而,借助UVLC,CAVLC及CABAC較好地提高了壓縮編碼效率。
4 PXA255上的h.264編碼算法的實現
ITU-T(國際電信標準化部門)提供了h.264的核心算法,本文使用的是開源編碼軟件x264。將其通過交叉編譯后移植到PXA255嵌入式開發平臺上。由于h.264編碼算法復雜度高、運算量大等特點導致h.264編碼效率不高,經初步測試編碼速率為QCIF格式圖像10幀/秒,不能達到實時視頻編碼的要求。
因此需要對編碼程序進行相應的優化。
4.1 C語言優化
編碼軟件包含了解碼和傳輸部分的程序,而本文只對視頻進行編碼,并不需要解碼和傳輸。所以對代碼進行調整,刪除解碼和傳輸部分的代碼,再重新改寫makefile文件。這樣可以縮小程序的空間大小,減少程序的運行時間,提高編碼效率。
使用盡量小的數據類型。能夠使用字符型(char)定義的變量,就不要使用整型(int)變量來定義;能夠使用整型變量定義的變量就不要用長整型(10ng in0,能不使用浮點型(float)變量就不要使用雙精度浮點型(doubles)變量。
程序中被多次調用的、函數體代碼不是很大的函數使用內聯函數。使用內聯函數可以避免由于保護現場和記憶執行的地址所帶來的時間和空間方面的開銷,以提高程序的執行效率。
4.2 Itrm匯編優化
用C語言編程結構化程度高,易于編寫,但執行速度相對較慢:與之相反,匯編程序速度快,但很難有較好的結構,而且編寫起來耗時,不易調試。C和匯編混合編程結合了各自的優勢,往往能構造出結構好且執行速度快的程序。利用匯編語言優化C語言代碼,優化后的匯編程序可以被C語言程序調用,并且在匯編程序中也可以調用C語言程序。
linux操作系統文章專題:linux操作系統詳解(linux不再難懂)
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