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数字化后的视频信息具有数据海量性,为了便于存储和传输,视频压缩编码技术的采用成为必然。从信息论的角度来看,视频压缩编码的本质就是去除视频图像的冗余度。由国际标准化组织(ISO/IEC)和国际电讯联合会(ITU-T)制定的一系列视频编码标准使得视频压缩算法的应用获得巨大成功。为了进一步提高视频编码的压缩效率,由ISO/IEC和ITU-T联合提出的最新视频编码标准H.264采用了众多新颖的技术来去除视频图像的冗余信息。 针对视频图像空间像素的相关冗余,H.264视频编码标准提出了空间域帧内预测算法。该算法引入了多种预测模式来提升帧内预测编码的压缩效率,但由此导致的运算和存储复杂度制约了基于嵌入式平台的视频编解码器设计。本文第二章根据预测模式较强的方向性,从满足实时性和降低存储空间的角度提出了一种新的帧内预测快速算法,在保证编码图像质量和数据压缩率基本不变的情况下,大幅降低了执行时间和存储空间。 H.264视频压缩编码标准中引入了1/4像素精度的运动矢量,该特性保证了当前块与参考块有更佳的匹配效果,从而减少了编码比特数,但大量的插值操作成倍增加了计算复杂度。本文第三章利用嵌入式处理器MediaDSP32的指令集特点,提出了插值算法的SIMD指令优化方案;同时,为了减少编解码器因等待数据搬运而造成的性能降低,提出了一种像素级/宏块级自适应的边界扩充策略,有效地降低了片内外数据的交互次数,提升了存储器的带宽利用率。 基于块的混合编码技术是现在以及将来一段时间内视频编码的主流。由于每个编码块的处理相对独立,使得该技术存在一个严重的缺点:在压缩率较高的情况下会产生明显的块效应,导致编码图像主观质量下降。H.264引入的环路滤波操作能有效解决上述问题,但该操作涉及庞大的数据吞吐,严重影响了处理器性能的提升。本文第四章从提高存储器带宽利用率的角度出发,考虑到环路去块滤波和帧内预测模块的数据相关性,提出了一种更加有效的存储空间优化策略。