基于嵌入式平臺的視頻編碼器的實(shí)現

　?。?）1／4像素精度的運動(dòng)估值。在h.264中通過(guò)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(guò)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(jīng)變換和量化后的非零比特數，提高了編碼效率。

　?。?）多參考幀運動(dòng)估值。以往的編碼技術(shù)在對P幀（場(chǎng)）圖像進(jìn)行幀間預測時(shí)，只允許以前一個(gè)I幀（場(chǎng)）圖像或P幀（場(chǎng)）圖像為參考幀。對B圖像進(jìn)行預測時(shí)只允許以前后兩個(gè)I幀（場(chǎng)）圖像或P幀（場(chǎng)）圖像為參考圖像。h.264則允許在ReferenceBuffer中的多個(gè)圖像中選取一個(gè)（P預測方式）或兩個(gè)（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。

　?。?）參考圖像的選取與其編碼方式無(wú)關(guān)。允許選取與當前圖像更加匹配的圖像為參考圖像進(jìn)行預測，減小了預測誤差，提高編碼效率。

　?。?）更精確的幀內預測。在h.264中，每個(gè)4*4塊中的每個(gè)像素都可用17個(gè)最接近先前已編碼的像素的不同加權和來(lái)進(jìn)行幀內預測。

　?。?）環(huán)路去方塊濾波器。h.264／AVC把去方塊濾波引入運動(dòng)估計預測環(huán)路中，既可去除方塊效應，又能保護圖像細節邊緣，同時(shí)亦改善了圖像的主、客觀(guān)評定質(zhì)量。而且經(jīng)過(guò)濾波后的圖像根據需要放在緩存中用于幀間預測，進(jìn)一步提高預測精度。

　?。?）h.264使用統一的可交長(cháng)度編碼國Ⅵz）碼表。以往標準的熵編碼通常采用變長(cháng)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(jìn)行VLC作了改進(jìn)，采用了一個(gè)統一碼表的IrvIC，同時(shí)，又對h.26L中的VCL方法進(jìn)行了改進(jìn)，使量化后的DCT變換系數使用基于內容的自適應可變長(cháng)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(jìn)制算術(shù)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(shí)現

　　ITU-T（國際電信標準化部門(mén)）提供了h.264的核心算法，本文使用的是開(kāi)源編碼軟件x264。將其通過(guò)交叉編譯后移植到PXA255嵌入式開(kāi)發(fā)平臺上。由于h.264編碼算法復雜度高、運算量大等特點(diǎn)導致h.264編碼效率不高，經(jīng)初步測試編碼速率為QCIF格式圖像10幀／秒，不能達到實(shí)時(shí)視頻編碼的要求。

　　因此需要對編碼程序進(jìn)行相應的優(yōu)化。

　　4.1 C語(yǔ)言?xún)?yōu)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(jìn)行編碼，并不需要解碼和傳輸。所以對代碼進(jìn)行調整，刪除解碼和傳輸部分的代碼，再重新改寫(xiě)makefile文件。這樣可以縮小程序的空間大小，減少程序的運行時(shí)間，提高編碼效率。

　　使用盡量小的數據類(lèi)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(lái)定義；能夠使用整型變量定義的變量就不要用長(cháng)整型（10ng in0，能不使用浮點(diǎn)型（float）變量就不要使用雙精度浮點(diǎn)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(lián)函數。使用內聯(lián)函數可以避免由于保護現場(chǎng)和記憶執行的地址所帶來(lái)的時(shí)間和空間方面的開(kāi)銷(xiāo)，以提高程序的執行效率。

　　4.2 Itrm匯編優(yōu)化

　　用C語(yǔ)言編程結構化程度高，易于編寫(xiě)，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(xiě)起來(lái)耗時(shí)，不易調試。C和匯編混合編程結合了各自的優(yōu)勢，往往能構造出結構好且執行速度快的程序。利用匯編語(yǔ)言?xún)?yōu)化C語(yǔ)言代碼，優(yōu)化后的匯編程序可以被C語(yǔ)言程序調用，并且在匯編程序中也可以調用C語(yǔ)言程序。