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20世纪80年代末,ITU-T发布了第一个具有标志性的国际编码标准—H.261。在其后的十几年间,随着计算机软硬件技术的飞速发展以及视频编码和图像处理算法研究的持续深入,ISO/IEC和ITU-T又相继发布了MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4,H.262,H.263等视频编码国际标准,并且都在各自的应用领域取得巨大的成功。在新的世纪,ITU-T和ISO/IEC再一次携手,共同发展和制定了新一代的视频编码国际标准——H.264/AVC。同样是基于运动补偿和变换编码的编码框架,但是由于H.264/AVC在实现细节中采用了众多新技术,使H.264/AVC的性能明显超过了现有的其他视频编码标准。H.264/AVC标准中充分考虑到现有的和未来的各种传输网应用,具有广泛的适用性,因此引起了学术界和工业界的广泛关注。 H.264/AVC中使用的编码器,为了达到适用于绝大多数应用场合的目的,并没有针对某些特殊的应用环境进行技术细节的优化,导致在某些特定的条件下,不能实现最优的编码效果。而且,H.264/AVC只对解码端进行了规范,这也为对其进行优化留下了一定的空间。针对这种情况,本课题做大量的研究,力图降低其计算复杂度和提高运行效率。 本文首先介绍了视频编解码技术的国内外研究、发展现状以及H.264/AVC标准;在分析H.264/AVC编码器软件的不足和问题的基础上,结合模型自身特点,分别从帧内预测与帧间预测、运动估计与运动补偿以及整数变换与量化优化,这三个不同的方面对H.264/AVC编码器软件进行了优化设计。在优化过程中提出了新的模式选择算法;采用了新的搜索算法;并从结构上优化了变换与量化过程。以JM7.0软件模型为蓝本,进行了仿真试验,并对比了优化前后的图像视觉质量、编码时间和PSNR值变化。 试验证明,在采用新的选择算法、搜索算法和变换与量化过程后,在视频图像信噪比基本上不变的情况下,运算复杂度大大降低,提高了视频压缩编码效率。最后,对H.264/AVC视频编解码算法进行总结和未来展望。