基于dsp的h264低速率视频传输技术研究（可复制）.pdf

中文摘要本文对最新的主流视频压缩国际标准进行了研究,针对视频通信中最主要字信号处理器系挠呕辛搜芯浚迪衷诘退俾蔖系氖凳笔悠当嗦搿最后,,视频通信已成为现实。视频通信功能是通信技术的主要标志之一。虽然通信网络的带宽一直在快速增加,但是对于高数据量的视频信号来说仍然是远远不足的,如何在低速率网络环境下进行视频传输依然是很值得研究的课题,尤其是公共交换电话网,因为其比较廉价,更成熟稳定,能提供多媒体业务,有相当的市场需求。的头肩序列图像的特点,提出了一种简单快速的运动估计算法,并对程序在数本文首先介绍了视频压缩编码的基本原理。回顾了视频编码国际标准的发展历程,简要介绍了研究使用的7⑵<际跫捌洳同于以前标准的新功能模块进行了描述。然后,本文针对占整个编码时耗一半以上的运动估计部分,分析了最常用的几种块匹配运动估计算法。经过对头肩序列图像的运动特征的分析,提出了一种更简单快速的算法,根据其特征表述为中心菱形三步法7抡娼峁允荆谕像性能损失很小的情况下,取得更快的搜索速度。算法结构简单,易于在硬件上实现。中,屏蔽掉原有的算法,经过修改和优化,移植到教ㄉ希〉媒峡斓谋嗦胨度,基本达到低速率环境下实时编码的最低要求。关键词:低速率;;运动估计;
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第一章绪论低速率视频传输技术的研究背景视频编码技术的基本原理捌引。数字图像压缩中,有三种主要的数据冗余,分别为编码冗余、像素间冗余和心调制和数字存储技术。这些技术是推动视频和多媒体技术发展的关键因素,它解决他的出现次数多。如果能给较多出现的像素值分配较少的比特数,而给出现少的像近年来,数字视频处理、传输和存储技术飞速发展。它包含数字压缩,数字了具有海量视听数据的视频和多媒体传输、存储的可靠性和有效性问题,从而制定出不同用途的国际技术标准,。随着半导体工业的发展,硬件已经能够实现这些标准,这就为开拓新业务领域奠定了物质基础。当今,处在研究前沿最活跃的新技术蛞滴有:新的数字图像压缩标准,比如/蚆械腟壳吧写τ谥贫ū曜冀锥;多媒体琁,移动多媒体;宽带无线传输的新技术等【俊所谓低速率视频,又叫做低比特率视频,通常是指编码后码率低于的编码方案【。目前的宽带仍然是一个瓶颈,特别是接入网方面,还存在着很多难点,在公共交换电话网上提供多媒体业务有相当的市场需求。从世界范围看,成熟的,廉价的公共交换电话网仍然将长期存在,然而它们限定的传输速率对数字视频通信提出了严峻的挑战。尽管新的际醯某鱿郑沟迷赑系谋特率有所提高,但仍限制在以内。因此,问题的关键是如何在低比特率下进行视频通讯。随着无线通信,高清晰度电视等技术的发展,对视频压缩技术的研究尤其是低比特率视频编码技术的研究具有越来越重要的现实意义。图像压缩的目的是尽可能减少表示数字图像所需要的数据量,即去除多余的数理视觉冗余。编码冗余来自于图像像素值的自然二进制编码,即对所有的像素值,不论其出现可能性的大小,分配相同的比特数,而实际上大多数规则图像中某些像素值比其素值分配较多的比特数,总体上就能用较少的比特数表达尽可能多的像素值,从而减小编码冗余,实现数据的压缩。称这种方法为变长编码,
。信息论中信源输出的平均信息量被称为熵,在理想情况下变长编码后像素值的平均比特数等于信源熵,所以去除编码冗余的过程又称为熵编码像素间冗余来源于图像中对象之间的结构或几何关系,单一像素的值往往可以由其相邻的像素值推测得到。视频图像序列除了每一帧内像素间的空间冗余刖态图像相同猓拱ㄖ〖淙哂啵簿褪鞘奔淙哂唷@肷⒂嘞冶浠珼蟮男谐瘫嗦胧侨コ占淙哂嗟牡湫头椒ǎ欢硕钩ピ蛴美慈除时间冗余【。心理视觉冗余是基于人类对图像信息的感知不涉及对图像中每个像素值的定量分析,有相当一部分人眼不敏感的像素信息,可以通过采用量化技术来消除。在提高压缩率的同时保持了图像的视觉效果。将熵编码、变换编码等无损与有损编码方式相结合,可以去除编码冗余和空间冗余,从而达到压缩数字图像的目的。通过运动估计及运动补偿来去除视频序列图像特有的时间冗余,更大程度上压缩数据量。为实现高效的视频压缩,综合利用了视频帧内空间冗余和帧间时间冗余、编码冗余及人类视觉系统的心理视觉特性,产生了基于块的混合视频编码—.
信号。通常情况下,宏块是一个×的图像元素阵列,包括一个针对视频序列的时间冗余,编码输出帧被分为三种类型:帧内预测帧帧帧和其前一个』騊帧及下一个』騊帧的预测之间的差进行压缩后得到的。其扩散;∈侨コ奔淙哂嗟幕臼迪郑籅帧的压缩效率最高,但编码器在传送之前图混合视频解码流程图和图分别是典型的混合视频编码器及解码器框图。在描述各个模块前,先