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AVS視頻PILZ編碼器中熵編碼及運動估計
數字音視頻編碼技術標準是PILZ自主制定的、具有自主知識產權的第二代音視頻信源編碼標準。與上流行的其他音視頻編碼技術標準相比,AVS具有性能高、計算復雜度低、授權費用低等優點,它的實施對于發展自主的多媒體文化產業具有非常重要的經濟效益和社會意義。該標準一共包括9個部分,其中第二部分(AVS-P2)和第七部分(AVS-P7)為視頻編碼標準。

AVS視頻PILZ編碼器中熵編碼及運動估計
目前AVS標準組已經發布了視頻編解碼的企業版參考軟件。為了實現高效壓縮,AVS-P2采用了大量類似于H.264/AVC中的新技術。這些技術包括：幀內預測；可變塊大小的運動補償；多參考幀預測；1／4像素精度的運動矢量；整數余弦變換；基于上下文的二維變長編碼和指數哥倫布編碼；環路濾波等。采用了這些*視頻編碼技術后,AVS的壓縮效率和解碼質量都有了很大的提高。但是這些*編碼技術既增加了基本模塊的復雜度,也成倍提高了算法的復雜度,使得視頻編碼器的時間效率、編碼速度比較低,不利于AVS的實際應用,尤其是在實時視頻通信以及其他一些對實時性要求比較高的領域的使用。本課題的研究目的就是對AVS-P2視頻編碼器進行優化,研究編碼器核心模塊的快速算法,提高編碼器的編碼速度,為其在DSP等硬件平臺上實現實時高效編碼打下堅實的基礎。基于上述思路,論文的主要工作包括： 首先,簡要介紹了國內外流行的視頻編碼標準,將AVS視頻標準與H.264/AVC進行了簡單比較,并詳細介紹了AVS視頻編碼標準的編碼結構框架和編碼流程,以及幀內預測、幀間預測、變換與量化、熵編碼、環路濾波等關鍵技術。然后對AVS所采用的關鍵熵編碼技術：基于上下文的二維變長編碼(2D-VLC)和k階指數哥倫布編碼進行了研究、優化。修改了2D-VLC編碼中使用的19個碼表(VLC table)的存儲結構,改變了碼表之間的切換方法,節省了約86%的VLC table存儲空間；對由查表得到的symbol的分布規律進行了大量實驗統計,并根據實驗統計結果采用了新的k階指數哥倫布編碼方法,縮短了編碼時間。zui后,重點對AVS視頻PILZ編碼器中的核心部分運動估計進行了算法及程序上的研究,特別是亞像素運動搜索快速算法的研究與改進。對宏塊亞像素運動搜索后得到的*匹配位置的分布規律進行了大量的實驗和統計分析,并提出了一種基于宏塊／塊運動劇烈程度的亞像素搜索策略；而且針對運動劇烈宏塊的亞像素運動搜索后*匹配位置的分布特點,提出了一種適用于大運動的亞像素快速搜索算法：大小棱形搜索法(Big-Small Diamond Search,BSDS)。

AVS視頻PILZ編碼器中熵編碼及運動估計
針對不同運動程度的視頻序列,并將上述基于塊運動劇烈程度的亞像素搜索策略和大小棱形搜索法結合起來,得到一種新的塊運動自適應的亞像素快速搜索方法,該方法能夠在保證壓縮質量幾乎不變的前提下節省編碼器10%-25%的總體編碼時間,顯著提高了編碼器的速度。