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基于H.264的CAVLC改进算法的研究及应用

作　者: 姜莎莎
导　师: 陈泽琳; 谢明
学　校: 华南理工大学
专　业: 软件工程
关键词: H.264 CAVLC JM FFmpeg Android播放器
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 6次
引　用: 0次
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内容摘要

随着多媒体技术的不断发展，H.264作为新一代的视频编码标准出现在了人们的眼前。较之以往的视频编码标准，H.264在视频数据压缩效率和网络适应性等各方面都具有很好的性能。然而，随着性能的提升，H.264的算法复杂度较之以往的视频标准也较高，这在一定程度上影响了H.264在一些实时性要求较强的场合的应用。基于上下文的自适应可变长编码（CAVLC）是H.264中采用的较为先进的熵编码技术，它充分的利用了上下文信息从而提高了数据的压缩效率，但这也降低了H.264的编解码速度。因此，对CAVLC熵解码算法进行优化来提高其编解码速度，从而提高H.264的实时性可以促进H.264在实际视频通信中的应用。本文的内容主要分为两部分。第一部分：本文首先介绍了H.264视频编码标准的基本原理、解码过程以及熵解码原理，之后对CAVLC熵解码的解码过程进行了详细的研究，并对其中的解析非零系数的个数（TotalCoeffs）和拖尾系数的个数（TrailingOnes）提出了优化改进方法。即通过对其查找码表进行统计分析并进行分组优化，缩短了码流匹配时间，提高了解码速度。然后在H.264主流的开源解码器JM和FFmpeg上进行算法的改进和比较。第二部分：随着Android操作系统的广泛应用，在其上开发一款性能优良的播放器具有十分重要的价值。由于未进行改进的FFmpeg在实现CAVLC解码时利用了大量的内存空间，不利于手机的实时解码。本文提出的CAVLC熵解码的分组优化方法，减少了内存的使用量，达到了空间优化FFmpeg解码的目的。通过将已优化的FFmpeg编解码库移植到Android平台上，本文实现了一款基于Android系统的支持多种视频格式的视频播放器。具体实现的功能包括菜单的显示，视频的播放、暂停、停止以及自动隐藏等功能。该系统验证了改进算法在Android平台上实现视频播放的可行性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题研究背景  10-13
    1.1.1 视频编码的发展简史  11-12
    1.1.2 Android 的发展历程  12-13
  1.2 课题研究意义  13
  1.3 课题研究内容  13-14
  1.4 论文的结构  14-15
第二章 Android 播放器相关技术介绍  15-26
  2.1 Android 操作系统  15-18
    2.1.1 Android 平台特点  15-16
    2.1.2 Android 平台架构  16-18
  2.2 JNI 技术  18-19
  2.3 Android NDK 技术  19-20
  2.4 OpenSL ES 嵌入式音频加速标准  20
  2.5 FFmpeg 简介  20-25
    2.5.1 FFmpeg 定义  20-21
    2.5.2 FFmpeg 的主要数据结构  21-22
    2.5.3 FFmpeg 解码流程  22-23
    2.5.4 FFmpeg 移植  23-25
  2.6 本章小结  25-26
第三章 H.264/AVC 介绍  26-36
  3.1 H.264 简介  26
  3.2 H.264 解码器原理  26-27
  3.3 熵解码的基本原理  27-28
  3.4 CAVLC 熵解码  28-34
    3.4.1 CAVLC 的基本原理  28
    3.4.2 CAVLC 的编码过程  28-31
    3.4.3 CAVLC 的解码过程  31-33
    3.4.4 CAVLC 的解码过程实例  33-34
  3.5 主流 H.264 开源解码器的比较  34-35
  3.6 本章小结  35-36
第四章 CAVLC 熵解码算法的研究及优化  36-48
  4.1 CAVLC 熵解码算法优化的考虑  36-37
  4.2 CAVLC 熵解码算法的改进与优化  37-43
    4.2.1 关于码表（0  38-39
    4.2.2 关于码表（2  39-41
    4.2.3 关于码表（4  41-43
  4.3 JM 中 CAVLC 解码算法分析  43-44
  4.4 算法优化结果分析  44-46
    4.4.1 实验测试环境  44-45
    4.4.2 测试结果分析  45-46
  4.5 FFmpeg 中 CAVLC 解码算法分析  46-47
  4.6 本章小结  47-48
第五章 Android 播放器的实现  48-59
  5.1 FAMediaPlayer 的状态机和接口设计  48-51
  5.2 FAMediaPlayer 的实现  51-54
    5.2.1 FAMediaPlayer 的架构示意图  51
    5.2.2 FFMpegPlayer 的实现  51-54
  5.3 UI 层的设计与实现  54-58
    5.3.1 播放、暂停和停止控件的实现  54-56
    5.3.2 进度条控件的实现  56-57
    5.3.3 自动隐藏控件的实现  57-58
  5.4 本章小结  58-59
第六章总结与展望  59-61
  6.1 总结  59
  6.2 展望  59-61
参考文献  61-64
攻读硕士学位期间取得的研究成果  64-65
致谢  65-66
附件  66

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