作为多媒体通信技术的一项综合应用,视频会议系统正随网络环境的不断完善而飞速发展,并且在将来会拥有更广阔的市场需求。视频编码技术是对视频会议系统的整体效果产生关键影响的核心技术,所以本文针对视频会议应用,以先进的H.264标准为基础,以标准参考代码JM(Joint Model)为蓝本,研究并以软件实现满足实时要求的视频编码器。 本文首先对H.264视频编码标准中运算量最高,对编码效率影响最明显的运动估计技术进行全面的研究。通过分析标准推荐算法,比较大量经典的运动估计快速算法的性能和融合相关的理论假设,改进标准推荐算法,大幅提升运动估计算法的运算耗时。同时利用视频对象分割技术,粗略地检测视频会议视频内容中静止的背景部分,进一步减省编码器中运动估计模块的运算量。 在运动估计模块大幅改进的基础上,利用代码分析工具Intel VTune Analyzer对参考代码JM中各关键功能模块的运算耗时进行定量分析,选取其中运算耗时较高的SAD运算模块,1/4像素插值模块和变换编码模块作为效能优化对象。利用Pentium 4 CPU支持的SSE2指令集的并行运算能力,对上述三个功能模块的算法实现进行适当修改和代码重写,实现效能优化,使编码器整体的编码速度较好地满足实时要求。 最后,本文针对一般视频编码器产品对不同系统资源情况和不同帧速要求,采用相同编码参数设置的缺点,在学习标准中的率失真优化机制和速率控制技术基础上,研究关键的编码参数与运算复杂度间准确的比例关系和编码参数间的相关性特点,提出视频编码器运算复杂度自适应调节算法并给出完整的实现。保证在理想的视频质量下实现编码参数的自适应调节,满足视频会议系统预设帧速的要求,保证视频流畅性。 通过各改进部分和总体的测试数据的实证分析,证明本文研究并实现的视频编码器能很好的满足视频会议应用的实时要求,在带宽要求和编码速度相当的情况下,视频质量水平比通用的MPEG-4编码器(使用针对实时应用的Simple Profile设置)有明显的提升,同时具有较准确的运算复杂度自适应调节功能,对不断发展的视频会议应用有重要的实用价值。