基于DSP技术的H.263+视频编码协议的实现
基于TMS320C6205 DSP的H.263编码器实现方案

后 ,于 19 98年 2月 6日正式被世界电信标 准会议
H. 3标 准 是 IU T组 织 的 个 低 码 率 视 频 压 2 6 T.
缩编码标 准 , 以帧 间编码 去时域冗余 , 它 以变换编 码 (C ) D T 去空域冗余 , 能够在较低码 率的情 况下达
收稿 日期 :20 — 4 9 0 2 0 —1 责 任编辑 :刘伯 义
为 了使 H.6 准 可 以在 所有 地 区使 用 ,输 入 23标
图像格式规定为所谓 的通用中间格式( I )即仍与 CV , H.6 建议 保 持 一致 。在更 低 比特 率 的应 用 场合 中 , 21
采 用 更小 的格 式 Q I C F和 sbQ I u .CF;在 更 高 比特率 的应用 场 合 中 , 用 更 大 的格 式 4 I 采 CF和 1CF 表 1 6 I。 列 出 了这些 格 式 的一 些 指标 。
黎 晓 宁 ,叶 梧 ,冯穗 力 ,卢乃 焕 ,饶 高钢 ( 南理 工 大 学 电子 与通 信 工程 系, 广 东 广 州 5 04 ) 华 16 0
【 摘
・
电路 设计 ・
要】介绍了 IUT T — 低速率视频编码标准 H23提出了针对 H23 . , 6 . 算法的优化手段 , 6 给出了系统的参数 、
大容量静态/ 动态存储器 的出现 ,复杂 的算法 不再 停 留于 理论 阶段 , 现更 高分 辨 率 和 更 精 美 的 画质 再
H.263标准中熵编码算法的研究及DSP实现的开题报告

H.263标准中熵编码算法的研究及DSP实现的开题报告一、选题背景及意义目前,视频数据的传输和存储已成为日常生活中不可或缺的部分,因此视频编码技术的发展和应用一直备受关注。
H.263是ITU-T推荐的一种视频编码标准,广泛应用于实时视频传输和存储领域,包括视频会议、移动通信、监控等。
熵编码是H.263标准中的重要部分,其主要作用是将已压缩的视频信号通过熵编码压缩再次减小其数据量,以便于传输和存储。
因此,研究H.263标准中的熵编码算法对于提高视频压缩效率和传输速率具有重要的意义。
此外,由于H.263标准对于压缩率和传输速率有着较高的要求,因此研究相应的DSP实现方案也十分关键。
基于DSP的实现方案能够实现高效的视频编解码,提高实时视频传输的稳定性和可靠性,因此,研究H.263标准在DSP上的实现也具有重要意义。
综上,本课题旨在研究H.263标准中的熵编码算法及其在DSP上的实现方案,以提高视频数据压缩效率和传输速率。
二、研究内容及方法本研究将主要围绕以下内容进行探究:1. H.263标准中的熵编码算法的原理及流程;2. 熵编码算法中常用的编码方法,如霍夫曼编码、算术编码;3. DSP芯片上H.263标准的实现方案,包括算法实现、硬件设计;4. 课题实现方案的测试和性能评估。
在研究方法上,主要采用文献调研、理论分析和实验实现相结合的方法。
通过分析和研究现有的熵编码算法文献资料,探究算法的原理和流程;利用MATLAB等工具进行仿真实验并评估算法的性能;在DSP芯片上进行算法实现和硬件设计,并进行测试和性能评估。
三、预期成果及贡献本课题预期能够实现H.263标准中的熵编码算法,并在DSP芯片上进行实现。
通过对熵编码算法的研究,提高视频数据的压缩效率和传输速率,增强实时视频传输的稳定性和可靠性,对于视频通信和监控等领域具有重要意义。
同时,课题将探索一种基于DSP的H.263标准实现方案,为相关领域提供技术支持和参考。
基于DSP的H.263图像实时编码研究与实现

@ 2 0 SiT c . nn . 0 6 c. eh E g g
通 信 技 术
基于D P S 的H. 3 2 图像实时编码研究与实现 6
韩虎贲 杨 志 义 王 鑫
( 北工业大学软件学院, 西 西安 70 6 ) 10 5
摘 要 主要介绍基于T S 2 D 4 V M 3 O M6 2E M开发的用于局域 网视频监控系统中的视频编码器 。该系统对CF 式的图像充分利 I格 用 了实时压缩 编码技术 . T — 2 3 即IU TH. 视频压缩标准 , 6 结合D P S 的编程特点 , 代码进行优化。 对C 并针对D P s 结构 的特点 , 对程序
中 . 三 种 开 发 方 案 设 计 灵 活 . 容 易将 语 音 的编 第 很
解码协议 、 复用协议 、 通信 协议 和其他控制协议集
成 到一 个 芯 片 中 . 同时 也 可 做 成P 机 扩 展 卡 , 有 C 具 良好 的可 靠性 和较 强 的扩 展性 。因此本 文所 描述 的 压缩 编码 模块设 计 采用 了该 方案 。
列 定点 D P 片 , 结构 上有 许多 特点 。 ) 6x 内 S芯 在 1C 4 片
有2 个数 据 通 道 、个 功 能 单元 ( 1 . 、 1. 、 1 8 . 、 2 . 、2 . 、 L L S S D
.
技 术 及 其在 网 络 中 的应 用 越来 越 感 兴 趣 。受 信 道
传输带宽和存储容量 的限制 ,多媒体技术 的各项
应用 都 离 不 开 高 效 的 图像 ( 频 ) 缩 算 法 。在 众 视 压
D 、 和. , 中. 和. 为 两个 乘 法 器 ) 个 2. M1 M2 其 M1 M2 和2 般 目的寄存器 文件 ( A和B) 而8 功 能单 元和2 。 个 个
H 263视频编码

计算机术语
01 应用
03 估计和补偿 05 实现
目录
02 视频编码 04 原理
介绍 H.263标准是由国际电信联盟(ITU)发布的,对视频会议和视频电信应用提供视频压缩(编码).在这个 词条中,我们会介绍关于H.263的概念和特征,并描述一些实现的实例。
应用
Байду номын сангаас
应用程序视频会议和视频电信有很广泛的程序应用,包括:桌面环境或室内环境下的会议系统通过Internet 或线路实现的视频通信电子监视和操作运程医疗(在运程进行医学咨询和诊断)基于计算机的培训与教育在每种 应用中,视频信息(也许与音频信息一块儿)被通过电信通讯联接传输,包括络,线路,ISDN和广播的形式。视 频有宽频的特征(比如说每秒很多字节)这些,这些应用就需要对视频进行压缩或是进行编码来在传输之前降低 带宽值。
谢谢观看
像运动估计,变长编/解码和DCT这样的函数需要很大的处理能力来实现。然而,最近的处理器的发展,使得 在Pentium级处理器实时地编解 H.263视频变成可能。一个软件实现必须是高度优化的,来达到有效的视频质量 (比如说,每秒多于10帧,像素每帧)。这包括了一系列的操作比如说在计算密集处使对于高清晰的视频来说或 当强大的处理器不存在的时候,硬件实现就是这个时候的解决方案了。一个典型的CODEC会对计算密集的部分使 用专门的硬件逻辑来进行处理(比如说运动估计/补偿,DCT,量化器和熵编码),它们使用控制模块来定制事件 顺序,并记录编码解码的参数。一个可编程的控制器是更佳的,因为很多的编码参数(比如说码率控制算法)可 以通过适应不同的环境来进行修改或是调整。最近,一个 Intellectual Property中心对H.263提出了一个实现。 一个逻辑核心是VHDL或者Verilog的设计,它可以与其他的功能模块组合而成为一个 ASIC或FPGA的一部分。
基于DSP的视频编码的优化和实现

测 ( 低 图 像 的 时 间 冗 余 度 ) 离 散 余 弦 变 换 降 和
( T) 降 低 图像 的空 间冗 余 度 ) 一体 的混 合 编 DC ( 于
码 结构 , 码过 程 如 图 1所示 。 编 从 H. 6 2 3视 频 编 码 器 的 编码 流 程 可 以看 出 .
编码 方 法 的选 择 不但 要考 虑 到压 缩 比、 噪 比 , 信 还要 考 虑 到算 法 的复 杂性 。太复 杂 的编 码算 法 可 能会 产生 较 高 的压 缩 比 , 也 会带 来 较 大 的计算 开 销 , 而 影 响通 但 从 信 的实 时性 。 由于早 期 D P芯片 速度 和 性能 的限制 以 S
K e wor y ds: . 3,e c de,TM ¥ 0 00 H 26 n o 32 C6 0,c d ptm iato o e o i z in
l 引 言
近 年来 , 多媒 体 技 术迅 猛发 展 , 人们 对 视频 编码 技
术 及 其 在 网络 中 的应 用 如 : 可视 电话 、 议 电视 、 程 会 远
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基 于 DS 的 视 频 编 码 的 优 化 和 实 现 P
I pl m e a i n a p i i a i n o d o Enc de Ba e n DSP m e nt t o nd O t m z to f An Vi e o sd o
特性 消除 视 觉冗 余 , 动补 偿 用 以降 低 图 像 信 息 的 时 运 间冗 余 。 C 变 换 用 于 降 低 图像 信 息 的空 间冗 余 , D T 变
字 长 编码 通 过 对 出现 概 率 大 的信 息 符 号 赋予 短 码 字 , 而对 于 概率 小 的信 息符 号 赋予 长码 字 来 降低 信源 内 部 的代 码优 化 及实 现 方 法 。
H.263H.263+视频编解码器的研究与实现

H.263/H.263+视频编解码器的研究与实现
近年来,多媒体技术不断发展,人们对可视电话、会议电视和安全监视等视频业务越来越感兴趣。
H.26x和MPEG系列视频标准的制定,为多媒体通信产业的发展带来了广阔的发展空间,其相关产品广泛地应用于多媒体路由器、无线网关和视频服务器等通信设备中。
H.263/H.263+标准是国际电信联盟ITU-T针对低比特率视频应用制定的视频编解码标准。
TMS320C6416 DSP芯片是美国德州仪器(Ⅱ)生产的C6000系列新一代高性能数字处理芯片。
利用高效DSP芯片实现H.263/H.263+标准,与专用数字图像处理芯片相比,具有系统灵活、易升级等特点。
在本论文中,重点研究了H.263/H.263+视频编解码器基于DSP的高效实现问题。
本文对H.263/H.263+视频编解码系列的基本原理、系统结构和压缩方法等做了简要分析,并对运动估计方法作了算法上的改进,提出了一种提前预测运动矢量分级搜索的方法,该算法搜索点少,运算量小,精度也比较高。
在此基础上,以H.263/H.263+视频编解码算法为核心,结合Winsock编程和多线程处理等技术,在局域网内实现了基于PC机的图像实时传输。
另外,结合TI公司的高性能定点处理芯片TMS320C6416的结构和特点,利用多种优化方法,对H.263/H.263+的编码程序进行代码级的优化,并最终在TMS320C6416 DSP芯片上实现了对H.263/H.263+视频编码过程的实时处理,获得了良好的压缩效果和处理效率。
基于H.263的实时视频编码技术研究

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第 7卷 第 3期 20 年 9 月 02
文章 编 号 : 10 .2 92 0 ) 30 0 .5 0 70 4 (0 2 0 .140
电 路 与 系 统 学报
J OUR NAL OF CI RCUI TS AND YS M S S TE
1
引 言
数 字 视 频 通 信 技 术 的 研 究 和 应 用 是 当前 通 信 技 术 领 域 的 热 点 之 一 。 由于 信 道 带 宽 有 限 , 而 视 频 信
息 的数 据 量 很 大 ,要 求 视 频 信 源 编 码 效 率 高 ;而 且 , 视 频 通 信 不 同 于 一 般 数 据 通 信 ,它 必 须 具 有 实 时 性 和 连 续 性 。 这 要 求 视 频 压 缩 编 码 算 法 既简 单 又 有 效 。 国 际 电 信 联 盟 (T T) 过 多 年 努 力 , 对 P T I U— 经 针 S N 和 无 线 网应 用 环 境 ,在 H.6 2 1标 准 的基 础 上 推 出 了具
保 证一 定 图像 质 量 的条件 下 具有 较 高 的判 别效 率 ,能节 约 大量 的 编码 时 间 ;并 在此 基础 上 结合 “ 石 ”运 动搜 索算 法 、 钻
MM X 优 化 技 术 , 实 现 了 利 用 软 件 进 行 实 时 视 频 编 码 。
关键词t 23 H.6 ;运 动估 计 ;DC T;实 时视 频编 码 中 圈分 类 号 tT 1 . N9 98 文献标 识码 t A
基于TMS320DM642软硬件平台的H.263视频编解码系统的设计

基于TMS320DM642软硬件平台的H.263视频编解码系统的设计随着多媒体通信的发展,人们迫切需要在传输语音的同时进行视频交流。
目前采用PC机+摄像头模式的视频传输方法,体积笨重、操作复杂、价格昂贵,难以大范围应用。
随着数字信号处理器(Digital Signal Processer:DSP)技术和视频编解码技术的发展,兴起了基于嵌入式的网络视频通信系统的发展。
如何把DSP强大的数据处理能力和先进高效的图像压缩技术相结合,开发出兼容多种标准的通用视频编解码系统,具有很大的应用价值。
H.263视频编码技术已经成熟,编码计算复杂度不大,易在诸如DSP之类的媒体处理器上用软件实时实现,码流带宽比MPEG-4等编码器要小,是目前视频会议和可视电话等视频应用系统采用的主要的视频编码技术。
TI公司生产的TMS320DM642系列是目前业界公认的性能良好的媒体处理器。
它基于C64xDSP内核,采用两级缓存,提供了丰富的外围接口,包括视频口、以太网口等,可用于多媒体应用开发,如可视电话终端、视频会议、远程医疗、网络摄像机等。
系统实现方便,只需采用一片DM642,外加存储芯片SDRAM、视频Decoder、Encoder和以太网PHY等芯片即可组成理想的多媒体处理平台。
同时TI公司还提供了强大的软件开发环境和丰富的API函数,为开发视频通信系统提供了良好的基础。
本论文深入研究了数字视频处理的理论及H.263视频压缩协议,对TMS320DM642的工作原理、编程结构、软件框架及开发方法进行了深入的探索。
在此基础上,给出了基于TMS320DM642软硬件平台的H.263视频编解码系统的设计方案,并进行了编解码软件的开发及调试工作,获得了良好的效果,为今后数字视频通信系统的进一步设计打下了基础,具有广阔的应用前景和实用价值。
论文主要的内容包括以下几个方面:第一章讨论了网络视频通信的可实现性,对视频编码技术、网络技术和DSP技术的发展进行了论述。
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301)浙江省光纤通信技Βιβλιοθήκη 重 点研 究实验室 杭州 1o4(
要: 采用 Ⅱ 公司的 T S2 C 2 1 M 30 60 评估板来实现 H.6 23+编码。首先 采用快 速算 法降低 编码 的复杂 度。然后 根据
T S 060 的结构和 C M 3 C21 2 编译 器的特点进行 C 言程序的优化 , 达到降低 芯片内存和加快 处理 速度的 目的 。 语 来
关键词 : 2 6 H. + D P I C 菱形搜 索算法 3 S DFD T
中图分类号 :P 1 T 3
R aia o fH . 6 e l t n o 2 3+ Vie 0 i g P o o o a e i DS zi d o C d l r t c lB s d Ol P I
 ̄
:hs ae ue it i 8 p cso ( S )t ip m n ar l i 23+ ed . s f tl rh st - T i ppr ss d il g l r esr D P o m l et a—t H.6 a g as n o e e me oe Wel s a oim c le a g t o
H. 3 2 +的功能包括: 6 提高压缩 效率 、 减少视频 的 延迟、 强差 错恢复 能力 , 增 拓宽 了应 用范 围。H . 23 6 +的 1 个关键技术领域 , 2 加上 H.6 原来的 4 23 个, 一共组成 1 个可协商的编码选项。H. 3 增 6 2 + 6 加可选项的 目的是 为了扩展其应用范 围和提高压 缩性能的 , 这些扩展特征可概括为 : 增加了帧类型 ; 新的编码模式 ; 可加入 比特流向后兼容的补充提高 信息。 H. 3 2 +编码最重要的是 : 6 运动补偿估计 、 离
口( B s , 且 其 片 内锁相 环 ( IJ时钟 发 生 器 , MC P )并 P』)
散余弦变换、 量化和可变长编码。运动补偿估计 的
目的是去掉时间上的冗余 , C D T和量化是去掉空间 上的冗余 , 可变长编码是 为了去掉语法上 的冗余。 这样经过 H. 3 2 编码的图像就能够在低于 6ki s 6 4b / t
Z l| a g )) M e g Li n )) l l l n 。 eg n ml 2
(n r ao oeeZ eagU i rt o cnl y H nzo 3 0 1) Iom t nC lg ,hj n n esy f eho g”, aghu 104 f i l i v i T o ( e a.f pi l i r o m n ao ,hj n ,I ghu 104 K yLb o ta Fb m ui tnZ eag t nzo 30 1 ) O c eC ci i - a
d c ecd o p tinl o p xy ut r o ,t rg m r m d e k dat e o eD Pa h et eadi uet oe cm u t a cm J i .Fr em r h Cp r s e oi dt t eavn gs fh S r ic r n sC h c ao et h e e o a a f oa i a t ct u t
行 ; 个独立的功能单元 , 8 有两个 1b 乘法器和 6 6i t
个算术逻辑单元 ; 采用加载存储体系结构 , 数据在 多处理单元之 间的传输依靠 3 个 3b 的通用寄 2 2i t 存器 。C00的存 储器 寻址 空间为 3 b , 60 2 i 片内有 t
l bt S A M i的 R M。 片 内 R M 被 分 为两 块 : 是 内部 A 一
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第 3 卷 (o6 第 4 4 2o ) 期
计算 机与数字 工程
2 1
基 于 D P技 术 的 H.6 +视频 编 码 协 议 的实 现 S 23
郑
( 浙江工业大学信息学 院 杭州
摘
挺 )
孟 利 民1 ) ) 2
30 1) 1 4 0
C a sn n r 1 l s u  ̄ : I
1 弓言 I
H 23 . 第二版也就是 H.6 +, H. 3 6 23 在 2 第一 6 版的基础上 , 增加 了一系列的可选项来提高视频编
码 的 性 能 , 在 基 本 的语 法 语 义 上 并 没 有 改 变。 而
的速率下传送 。由于运动补偿估计 和离散余弦变 换对计算 的复杂度 比较高 , 本文采用快速运动搜索 和快速离散余 弦变换来进行实时的处理。 T S2C 21 M 30 60 是一种高性 能的定点数 字信号 处理器。工作频率为 20 H 0M Z时, 每个指令周期为 5S 运算速度可达 10 M P ; n, 60 BS 具有 V ⅡW( 甚长指 令集) 体系结构 , 周期 8 3b 的指令并 行执 每 个 2i t
c mplrfau e o rd c e o o i trs t u e t n—c p me r d i ce s e p o e s g s e d e e e h i h moy a n ra e t rc si p e . n h n
Ke r s H.6 ywod : 2 3+ ,DS P,D F D T,Dimo dS ac I C a n erh
程序/a e存储 器 , cc h 二是 内部 数据 存储 器 。3b 2i t 外部存储 器接 口( M F 可与不 同存储器接 口, E I) 可 方便地配置不 同速度 、 同容量 、 同复杂程度 的 不 不 存储 器。此外 , 60 C 00还 有 两 通 道 Bo —l d g ot o i an D A处理器 、 b 的主机接 口、 M l i 6t 两个多通道缓 冲串