pmeg4视频编程技术研究--本科毕业设计
MPEG-4的可伸缩视频编解码技术研究

MPEG-4的可伸缩视频编解码技术研究
彭其圣;陈家凤
【期刊名称】《计算机与数字工程》
【年(卷),期】2004(032)004
【摘要】回顾了目前的网络视频流服务,提出基于MPEG-4的可伸缩视频流服务.研究了其中的关键技术:利用MPEG-4的可伸缩码流,编程实现了MPEG的可伸缩解码.分析了在服务器端的MPEG-4的可伸缩编码依据时域可伸缩(即时域分辨率的变化)、空域可伸缩(即空域分辨率的变化)和对象的可伸缩(主要和次要对象的取舍)三个概念,对MPEG-4数据流进行分层,保证图像基本质量的为基本层数据,其它的则为各增强层数据,起着改善图像质量的作用.相应地,用户端也需要可伸缩解码器的支持,它能在收到完整的一层或几层数据后正确、快速地解码.
【总页数】4页(P90-93)
【作者】彭其圣;陈家凤
【作者单位】中南民族大学电子信息工程学院,武汉,430074;中南民族大学电子信息工程学院,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TP31
【相关文献】
1.快速运动估计与AGS结合的可伸缩性视频编解码系统 [J], 吴云;曹志民;冯亚丽
2.MPEG-4视频编解码器的DSP移植及优化 [J], 梁伟伟;李玉山;刘洋
3.MPEG-4视频编解码器设计实现与性能优化 [J], 赵丽鲜;苏鸿根
4.MPEG-4视频编解码器的模型分析、实现及其应用策略 [J], 赵丽鲜;苏鸿根
5.基于DM642的MPEG-4视频编解码系统的优化实现 [J], 周妍;朱金秀
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MPEG-4技术探究

标 准 称 为 MP G( 列 ) 准 , 准 的 不 同 版 本 表 示 了 不 同 用 途 E 系 标 标
受端 . 后再 对 不 同的对 象分 别解 码 , 而组 合 成所 需要 的视 然 从
频和音 频 。
和视觉质量 。对 多媒体通 信 的发 展起 到 了革命 性 的推动作 用 。
在 制定 M E 4标 准之 前 ,运 动 图像专 家 组 已经制 定 了两个 P G一
MP G一 E 4标 准 同以前 标 准 的最 显著 的 差别 在 于它 是基 于 对象 的编码理 念 , 即在 编码 时将一 幅景物 分成若 干在 时间和 空间上
相互 联 系的视 频音 频 对象 . 别 编码 后 , 经过 复用 传输 到接 分 再
委 员会 ( C 联 合成 立 的专 家组 , 责 开发 电视 图像 数据 和 声 I ) E 负 音 数据 的编码 、 解码 和它们 的 同步等标 准。这个 专家组 开发 的
图 像 又 分 成 1X1 6 6的 宏 块 来 进 行 运 动 补 偿 和 编 码 ,这 种 基 于
0 引 言
近几年 来 . 随着视 频应用 的迅速 发展 . 如可 视 电话 、 视频 监 控 、 程视 频教 学或 无线 视频 传 输 和嵌入 式视 频应 用 等 。 频 远 视
基于MPEG4的数字视频变换编码技术研究

基于MPEG4的数字视频变换编码技术研究
樊小鸫;谢剑斌;余理富;卢力
【期刊名称】《计算机工程与科学》
【年(卷),期】2004(26)12
【摘要】本文首先介绍了MPEG4数字视频编码原理,然后阐述了DCT和DWT两种数字视频变换编码技术,最后实现了一个基于MPEG4的编码模型和软件仿真.【总页数】4页(P34-37)
【作者】樊小鸫;谢剑斌;余理富;卢力
【作者单位】国防科技大学电子科学与工程学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学电子科学与工程学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学电子科学与工程学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学电子科学与工程学院,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.4
【相关文献】
1.基于MPEG4的数字视频智能监控系统 [J], 康丽;邵玉斌
2.数字视频压缩标准MPEG4的研究 [J], 霍丽峰;桂志国
3.基于MPEG4的数字视频智能监控系统 [J], 康丽;邵玉斌
4.基于MPEG4的数字视频监控系统的设计和实现 [J], 沈承东;谭庆平
5.基于MPEG4的DCT和小波变换编码技术研究 [J], 樊小鸫;谢剑斌;余理富;卢力因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于MPEG_4的多视点视频编解码技术研究的开题报告

基于MPEG_4的多视点视频编解码技术研究的开题报告一、研究背景和意义多视点视频(Multi-View Video,简称MVV)是一种将多个摄像机的视频流融合成一个立体图像来呈现立体感的技术,可以让观众在欣赏视频时感受到更加真实和沉浸的体验。
MVV技术被广泛用于3D电影、虚拟现实和增强现实等领域,具有非常广泛的应用前景。
MPEG-4是一种基于视频压缩标准的编解码技术,它包含了许多用于音视频编码的技术,其中就包括了MVV编解码技术。
MPEG-4多视点视频编解码技术可以将多个视点的视频流合并成一个立体图像,从而实现3D视频的播放。
因此,该技术的研究对提高视频编解码的质量和效率,进一步推动3D视频应用的发展,具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容和方法1. 研究多视点视频编解码的基本原理和技术:MVV编解码技术主要包括视频压缩、视差估计和视点合成等方面,需要深入了解MPEG-4多视点视频编解码技术的三维模型、帧差法、梯度法等算法,掌握多视点视频的压缩原理和技术。
2. 分析MPEG-4多视点视频编解码技术的有效性和局限性:通过调研现有MVV编解码算法的优点和不足之处,系统地剖析MPEG-4的MVV编解码技术的优缺点,分析其适用范围和局限性。
3. 提出改进方法和优化策略:针对MPEG-4多视点视频编解码技术的不足,结合国内外相关的研究成果和实践经验,提出适合该技术的改进方法和优化策略,例如基于深度学习的多视点视频编解码算法等。
4. 设计实验方案和开展实验研究:根据上述研究内容,制定实验方案,利用多视点视频编解码的样本视频,结合设计的改进算法,进行实验研究,比较各种算法的性能和实际效果,并进行量化分析。
三、预期研究成果1. 深入了解MPEG-4多视点视频编解码技术的基础理论;2. 剖析MPEG-4的MVV编解码技术的优缺点,提出改进方法和优化策略;3. 实验研究得到多视点视频编解码算法的性能和实际效果,并进行量化分析;4. 探索基于深度学习的多视点视频编解码算法的可行性和效果。
MPEG4视频解码与播放系统

学号026060227 分类号 TN911.7硕士学位论文(学位研究生)基于ARM9的MPEG-4视频解码播放系统设计作者李锋垚指导教师:李会方专业技术职务:副教授学科(专业):信号与信息处理二○○五年 • 三月摘要新兴多媒体应用领域的发展,要求新的视频压缩技术能在保证高质量的同时具有更低的码率。
MPEG-4以其低码率、基于对象的交互性等优点近年来在多媒体领域表现出巨大的应用潜力。
基于简单框架(Simple Profile, SP)的MPEG-4视频标准兼顾了码率与视频质量的要求,能在低码率、高压缩比的情况下获得较高的图像质量,并且其计算复杂度较其他框架低,因此已经成为MPEG-4应用的主流。
近年来DivX(实质是MPEG-4 SP)技术掀起的热潮充分展示了MPEG-4视频的优越性。
MPEG-4的应用是当今视频领域的一个研究热点,尤其是在嵌入式设备中的应用。
本课题以CD光盘MPEG-4播放系统的开发为背景,重点研究MPEG-4 SP 视频解码的嵌入式软件平台实现及整个播放系统的设计。
在详细分析MPEG-4 SP视频解码过程和算法原理的基础上,首先在PC平台进行播放系统的原型设计及MPEG-4视频解码的算法实现与功能验证。
接着在通用C层次上进行MPEG-4视频解码的优化。
然后把视频解码核移植到嵌入式ARM 平台,并基于ARM处理器的特性对MPEG-4视频解码进一步实施一系列优化。
经过通用C优化和基于ARM平台的优化后,视频解码核达到了要求的解码速度。
最后讨论ARM播放系统中CD光盘伺服和AVI文件解析的设计和优化,以及整个播放系统的优化。
测试表明,尽管实验使用的ARM平台性能较低,但经过视频解码核和播放系统的全面优化实现后,基于ARM的MPEG-4视频播放系统仍然达到了较高的系统性能和播放速度,已具有一定的应用价值,为嵌入式MPEG-4媒体播放器的产品开发奠定了基础。
关键词:MPEG-4 视频解码 播放系统 嵌入式实现 ARMABSTRACTWith the development of newly arisen multimedia application, it is required that new video coding technology has to guarantee high quality and lower bit-rate at the same time. In recent years MPEG-4 has attracted most attention in multimedia application with its advantages such as low bit-rate and object-based interoperability. MPEG-4 Simple Profile (SP) can efficiently satisfy the trade-off between bit-rate and video quality. With the capability of preserving good quality under low bit-rate and high compression rate, and computation complexity lower than other profiles, it has become the mainstream of MPEG-4 video application. The upsurge of DivX technique recently has well demonstrated the advantages of MPEG-4 video.The application of MPEG-4, especially in embedded environment, is nowadays a hotspot of research in video domain. With a purpose of designing a CD MPEG-4 Player System, this thesis focuses its attention on the embedded software implementation of MPEG-4 SP video decoding and the design of the whole player system.After a detailed analysis of the decoding process of MPEG-4 SP and its algorithm principles, based on the PC platform, the player system prototype is built, MPEG-4 video decoding algorithms implemented and functional verification undertaken. MPEG-4 video decoding algorithms are then optimized on the general C language level. After that, the video decoding core is ported to the ARM platform and further optimized by utilizing the properties of ARM processor. The required decoding speed is attained after these optimizations. In the last part, the design and optimization of CD Servo and A VI File Parser, and the system-level optimization of player system are discussed.The test results show that, although the hardware performance of the experimental ARM platform is limited, ARM-based MPEG-4 Video Player System presents reasonably high system performance and playing speed after full optimization of both video decoding core and player system, which is a solid foundation for further product implementation of Embedded MPEG-4 Media Player.Key Words: MPEG-4 Video Decoding Player SystemEmbedded Implementation ARM目录摘要 (i)ABSTRACT (ii)第一章绪论 (1)1.1 视频压缩基本理论 (1)1.2 视频标准 (3)1.3 视频播放系统 (5)1.4 论文选题的背景与意义 (7)1.5 课题的研究内容与难点 (8)1.6 论文的主要内容 (9)第二章MPEG-4视频标准的内容、特点与应用 (10)2.1 MPEG-4简介 (10)2.2 MPEG-4视频标准的特点 (12)2.3 MPEG-4视频的码流结构 (13)2.4 MPEG-4视频编解码的关键技术 (17)2.4.1 形状编码 (17)2.4.2 填充技术 (18)2.4.3 修正的块匹配――多边形匹配 (19)2.4.4 无限制运动估计 (19)2.4.5 高级预测模式 (19)2.4.6 1/4像素运动补偿 (20)2.4.7 帧内DC/AC预测 (20)2.4.8 形状自适应离散余弦变换(SA-DCT) (20)2.4.9 可分层性编解码 (21)2.4.10 容错技术 (22)2.5 MPEG-4视频的框架和级 (23)2.6 MPEG-4视频标准的应用 (26)第三章PC平台MPEG-4播放系统原型与视频解码算法 (28)3.1 MPEG-4媒体播放系统框架设计 (28)3.2 PC平台MPEG-4播放系统 (29)3.3 视频解码核接口设计 (29)3.4 MPEG-4 SP视频解码算法与实现 (31)3.4.1 MPEG-4视频解码的基本过程 (32)3.4.2 软件总体流程与数据结构 (32)3.4.3 码流分解(Bitstream Parsing) (34)3.4.4 纹理解码(Texture Decoding) (34)3.4.5 运动补偿(Motion Compensation) (40)3.4.6 后处理(Postprocessing) (42)3.4.7 输出格式转换(Output Format Conversion) (44)3.5 PC平台MPEG-4播放系统实验结果与分析 (45)第四章ARM平台MPEG-4视频解码的实现与优化 (46)4.1 ARM平台MPEG-4播放系统 (46)4.2 MPEG-4视频解码核移植 (48)4.3 MPEG-4视频解码的性能分析 (48)4.4 MPEG-4视频解码的通用C优化 (49)4.4.1 通用C优化的总体思路 (50)4.4.2 数据结构的优化 (50)4.4.3 软件结构的优化 (51)4.4.4 各个模块的优化 (52)4.4.5 其他通用的C优化方法 (55)4.4.6 通用C优化的实验结果 (56)4.5 MPEG-4视频解码的ARM平台优化 (56)4.5.1 ARM处理器的特点及影响性能的因素 (56)4.5.2 ARM优化的总体思路 (59)4.5.3 针对ARM的数据结构优化 (60)4.5.4 针对ARM的软件结构优化 (61)4.5.5 针对ARM的各个模块优化 (62)4.5.6 ARM汇编优化 (64)4.5.7 ARM优化的实验结果 (65)第五章MPEG-4播放系统其他部分设计 (66)5.1 CD光盘伺服 (66)5.1.1 光盘伺服控制 (66)5.1.2 播放与跳轨的问题 (68)5.1.3 输入数据缓冲 (69)5.2 A VI文件解析 (70)5.2.1 A VI文件格式 (70)5.2.2 A VI文件解析的基本思路 (72)5.2.3 适于PC平台的解析算法 (72)5.2.4 适于RAM有限平台的解析算法 (73)5.2.5 适于CD光盘和ARM平台的解析算法 (74)5.3 系统级优化 (75)5.4 ARM平台MPEG-4播放系统的实验结果 (77)第六章总结 (78)参考文献 (80)作者在校期间发表的论文 (82)致谢 (83)附录:基于ARM和CD光盘的MPEG-4播放系统硬件平台 (84)第一章 绪论1.1 视频压缩基本理论伴随着人类社会的发展,多媒体信息已经成为人类生活不可缺少的部分。
MPEG-4编解码器的实现及其在视频会议终端的应用

MPEG-4编解码器的实现及其在视频会议终端的应用本论文设计了基于GO7007 的MPEG-4 编码器和基于VW2010 的MPEG-4 编解码器,并成功地把基于VW2010 的MPEG-4 编解码器用到视频会议终端中。
本论文还通过设计两块电路板来实现VGA 接口信号与电视信号之间的相互转换。
本论文也对视频会议终端中MPEG-4 编解码的各种参数的设置、菜单显示和通过网络传输音视频流部分软件编程做了描述。
本人的工作主要包括: 1、对MPEG-4 编解码方案进行论证,选定硬件芯片方案进行编解码。
2、设计了基于GO7007 的MPEG-4 编码器板,完成调试并能正常工作。
3、设计了基于VW2010 的MPEG-4 编解码板,完成调试,能正常工作,并应用到视频会议终端中。
4、根据视频会议终端指标要求,设计了VGA 信号与电视信号之间的转换板、电视信号与VGA 信号之间的转换板,单独调试实现视频信号转换功能后成功地
应用到视频会议终端中。
5、视频会议终端中MPEG-4 编解码的各种参数的设置、菜单显示和通过网络传输音视频流以及实时播放这几部分软件的编程,并调试实现预期功能。
浅谈多媒体MPEG-4视频编码技术

题目多媒体MPEG-4视频编码技术课程多媒体技术班级学号姓名指导老师2011 年12月10日多媒体MPEG-4视频编码技术摘要:所谓视频编码方式就是指通过特定的压缩技术,将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。
也是多媒体通信中的核心技术,它不但关系到通信带宽,也关系到通信过程中的图像质量。
随着多媒体技术在网络的广泛应用,视频编码技术更加显得重要。
MPEG—4是现在最重要最有影响的多媒体数据编码国际标准之一。
基于对象的编码思想使其具有高压缩比、可扩展性、可交互性等许多特点。
本论文系统介绍了MPEG-4视频编码的核心思想, MPEG-4的主要关键技术,MPEG-4的视频特性, MPEG-4的应用场合,最后提出了MPEG-4的应用前景及未来展望。
关键词:多媒体;MPEG-4;视频编码;关键技术;视频特性;应用场合1、引言伴随计算机技术日新月异的飞速发展,信息技术也不断的突破,在此背景下多媒体信息已成为人类获取信息的最主要载体,同时也成为电子信息领域技术研发和研究的热点。
多媒体信息经数字化处理后具有易于加密、抗干扰能力强、可再生中继等好处,但同时也伴随海量数据的产生,这对信息存储设备及通信网络均提出了非常高需求,从而成为阻碍人们有效获取和使用信息的重大瓶颈。
因此研究高效的多媒体数据压缩编码方法,以压缩形式存储和传输数字化的多媒体信息具有重要意义。
作为多媒体技术的核心及关键,多媒体数据压缩编码近年来在技术及应用方面都取得了长足进展,他的进步和完善正深刻影响着现代社会的方方面面。
2、MPEG-4的核心思想在MPEG-4制定之前,MPEG-1、MPEG-2、H.261、H.263都是采用第一代压缩编码技术,着眼于图像信号的统计特性来设计编码器,属于波形编码的范畴。
第一代压缩编码方案把视频序列按时间先后分为一系列帧,每一帧图像又分成宏块以进行运动补偿和编码,这种编码方案存在如下缺陷:将图像固定地分成相同大小的块,在高压缩比的情况下会出现严重的块效应,即马赛克效应;不能对图像内容进行访问、编辑和回放等操作;未充分利用人类视觉系统的特性。
基于MPEG-4的视频图像编解码技术研究汇总

目录摘要 (1)关键词 (1)1 绪论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 课题研究现状 (3)1.3 课题研究内容 (5)2 数字视频压缩编解码技术 (5)2.1 视频信号的表示 (5)2.2 数字视频压缩编码原理 (5)2.2.1 MPEG支持的特性 (6)2.2.2 MPEG视频压缩模型 (6)2.3 数字视频解压缩原理 (7)2.4 视频序列编码的数据结构 (7)2.5 数字视频编码技术的具体应用 (10)2.5.1 数字电视方面的应用 (10)2.5.2 在计算机通信网络方面的应用 (10)2.6 本章小结 (11)3 基于MPEG-4的数字视频压编/解压编原理 (11)3.1 概述 (11)3.1.1 MPEG-4标准 (11)3.1.2 MPEG-4视频编码中的数据结构类 (12)3.1.3 MPEG-4视频编码和解码框架 (13)3.1.4 MPEG-4的框架和级别 (14)3.1.5 MPEG-4与其它标准的关系 (14)3.1.6 MPEG-4中的面向对象特性 (14)3.2 基于MPEG-4的数字视频编码方法 (15)3.2.1 MPEG-4视频编码技术 (15)3.2.2 MPEG-4视频编码原理 (17)3.3 基于MPEG-4的数字视频解码方法 (19)3.3.1 视频对象平面(VOP)的重建 (19)3.3.2 纹理解码 (20)3.4 基于MPEG-4数字视频标准的实现模型 (21)3.5 本章小结 (23)4 MPEG-4视频编码器用于远程视频监控 (23)4.1 远程视频监控系统的特点 (23)4.2 基于MPEG-4视频传输框架 (23)4.3 基于MPEG-4的视频监控程序 (24)4.4 目前存在的问题与不足 (25)5 论文工作的总结及展望 (26)5.1 总结 (26)5.2 展望 (26)参考文献 (27)致谢............................................................................................... 错误!未定义书签。
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本科毕业设计(论文)题目 MPEG-4视频编程技术研究部系地方生部专业电子信息工程中国人民解放军海军航空工程学院摘要视频编码是多媒体通信中的核心技术,它不但关系到通信带宽,也关系到通信过程中的图像质量。
随着多媒体技术在网络的广泛应用,视频编码技术更加显得重要。
与之相适应,各种多媒体数据压缩编码标准也在不断地发展和完善.MPEG.4是现在最重要最有影响的多媒体数据编码国际标准之一。
基于对象的编码思想使其具有高压缩比、可扩展性、可交互性等许多特点。
ADI公司的Blacfin系列的DSP在图像处理方面有其出色的表现和较低的价格而获得关注。
本文基于ADSP.BF561 DSP的特点,探讨了MPEG.4在BF561上的视频数据的实时编码的实现。
本论文首先系统介绍了MPEG.4编码的特点以及选用BF561的原因,接着分析了MPEG.4的主要技术,并介绍了MPEG.4简单编码框架编码器的软件实现方案,给出了方案流程图,在VC++环境下用C语言实现了MPEG.4简单框架的视频压缩功能。
其次,研究了核心算法DCT变换和运动估计的优化算法,通过分析运动向量的分布相关性,结合提前中止准则,提出了基于起点预测的改进菱形运动估计算法。
另外根据BF561双核的特点,设计了一种基于宏块层并行算法。
最后,本文从硬件平台特征出发,在存储器设置、DMA控制和代码等方面对编码方案进行优化。
经本方案优化后,编码器的编码效果得到很大的提高,能够在BF561处理器上实现CIF格式30帧/秒的码率,达到预期的目标。
第一章绪论1.1课题提出21世纪的人类社会将是信息化社会,数字化后的信息,尤其是数字化后的视频信息具有海量数据性,它给信息的存储和传输造成很大的困难,己成为人类有效地获取和使用信息的瓶颈问题之一。
1895年电影的诞生第一次将视频信号带给了人类社会,随着电视的发明和普及,视频信号走进了千家万户。
数字技术的广泛应用,对视频信号的存储和传输带来了一次革命,但是从模拟转换到数字的原始视频信号的数据量是惊人的,单纯地靠提高存储容量或信道传输速率的做法是不切实际的,以传输未经处理的标准清晰度电视(SDTV,Standard DefinitionTelevision)的图像格式为例,704像素(水平)*480像素(垂直),帧频60HZ /隔行扫描,其每秒的数据量是:704*480*30*1.5(4:2:0)=15206400Bytes。
更不用说,现在流行的高清电视(HDTV,Hign Definition Television),其数据量是标清的5倍多,这显然远远超出了目前Intemet通信信道的能力,而且直接把未经处理的视频数据发送到通信信道上,也是对通信带宽的极大浪费。
因此,研究有效的视频压缩编码方法具有很重要的现实意义。
视频压缩编码技术是多媒体应用的核心技术,对视频编码的研究已成为信息技术领域的研究重点,并制定了一系列的视频标准。
其中MPEG-4利用很窄的带宽【l】,使用帧重建技术,压缩数据,以最少的代价获得最佳的图像质量。
因此,其广泛应用于实时、高效、适合网络传输等特点的领域,如数字监控、可视电话和手机视频等。
本课题设计了实时MPEG.4视频编码系统,能够实现CIF格式(352*288)数据每秒30帧的处理能力,结合该系统功耗低、体积小、性价比突出的特点,在进一步改进的基础上,具有广阔的工程应用前景。
1.2数字视频编码发展历程1-2.1编码方法的发展第一代编码方法。
1948年Oliver提出了第一个编码理论~脉冲编码调制(PCM,Pulse Coding Modulation)。
同年Shannon的经典论文《通信的数学原理》中首次提出并建立了信息率失真函数概念;1959年Shannon进一步确立了码率失真理谢21。
以上工作奠定了经典信息编码的理论基础,在此基础上视频编码理论和技术取得了长足的发展,其主要的编码方法有:预测编码、变换编码和统计编码,也称为三大经典编码方法。
其中预测编码的基本思想是:根据数据的统计特性得到预测值,然后传输图像像素与其预测值的残值信号,使传输的码率降低,达到压缩的目的。
变换编码的基本思想是:由于数字图像像素间存在高度相关性,因此可以进行某种变换来消除这种相关性。
变换编码不直接对空域图像像素编码,而是先将它变换到频域,得到一组变换系数。
虽然变换并不对数据进行压缩,但经过变换后,能量相对集中,通过后续的量化、编码就能达到压缩的目的。
变换编码方法中的离散余弦变换(DCT,Discrete CosineTransform)和小波变换在视频/图像压缩中得到了广泛应用。
统计编码的基本思想是:根据信息码字出现概率的分布特征而进行压缩编码,寻找概率与码字长度间的最优匹配。
统计编码主要针对无记忆信源,它又可分为定长码和变长码(VLC,Variable Length Coding)。
Hufman编码和算术编码是两种常见的变长码字编码方法。
第一代编码技术【3】只是以信息论和数字信号处理技术为理论基础,旨在去除图像数据中的线性相关性,其压缩比不是很高,对于视频图像来讲一般在40:1左右。
为了克服第一代视频编码技术的局限性,Kunt等人于1985年提出了第二代视频编码技术。
而第二代编码技术不再局限于信息论的框架,从更为底层的基础上探索视频图像信息的表述机制,充分利用人的视觉生理心理特性和图像信源的各种特征,实现从“波形’’编码到“模型”编码的转变,以期获得更高压缩比。
第二代编码方法主要有:基于分形的编码方法、基于模型的编码方法、基于区域分割的编码方法和基于神经网络的编码方法等。
分形编码是一种不对称的编码技术,适于自相似性较强的自然景物图像。
基于模型或知识的方法,是把计算机视觉和计算机图形学中的方法应用到视频编码,在编码端通过各种分析手段,提取所建模型的特征与状态参数,在解码端通过这些参数通过模型及相关知识生成所建模的信源。
基于区域分割与合并的视频编码方法,是根据图像的空域特征将图像分成纹理和轮廓两部分,然后分别对它们进行预处理、编码。
预处理将图像分割成纹理和轮廓两部分,对纹理可采用预测编码和变换编码,对轮廓则采用链码方法进行编码,较好地保存了对人眼十分重要的边缘轮廓信息,因此,在压缩比很高时解码图像质量仍然很好。
神经网络法是模仿人脑处理问题的方法,通过各种人工神经元网络模型对数据进行非线性压缩,目前还处在探索阶段。
第二代基于内容和语义的编码方法为视频压缩编码开拓了广阔的前景,但同时也大大增加了分析的难度和实现的复杂度,要得到充分应用还有赖于进一步深入研究以及相关辅助学科的同步发展。
1.2.2视频编码标准的发展1988年形成草案,1990年通过的ITU.T H.261标准是视频编码技术走向实用化的里程碑,被誉为“图像编码40年经验之总结”。
从此开始,视频编码的技术得到迅速的发展和应用,制定了多个视频编码的国际标准,即国际电信联盟ITU—T关于电视电话/会议电视的视频编码标准H261、H.263及H.264和国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC关于活动图像的编码标准MPEG.1、MPEG.2和MPEG·4等。
这些标准图像编码算法融合了各种性能优良的图像编码方法,体现了图像编码的发展水平。
1.MPEG.11993年8月通过的MPEG.1【4】是1.5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音编码的国际标准。
它的视频部分与H.261及H.263原理图大致相同。
然而,MPEG.1主要是针对存储媒体的视频编码标准,而H.261和H.263主要是针对传输的视频编码标准,故MPEG.1在顾及图像质量、压缩比的同时还要考虑对序列图像进行随机访问和编辑的方便,MPEG.1在充分参考H.261以及JPEG的基础上,加入了双向预测帧B帧,从而提高了压缩比。
对随机访问和编辑的支持由每秒2个I帧来支持,不需依赖P帧和B帧而独立解码。
2.MPEG.21994年11月通过的MPEG.2t5】主要是针对数字视频广播(DVB,Digital VideoBroadcasting)、高清晰度电视(HDTV)、数字视盘(DVD,Digital Versatile Disc)等制定的高于1.5Mbps运动图像及其伴音的国际标准。
MPEG.2的制定,充分的考虑了对MPEG.1兼容,对图像质量和数据率的多层次需求,因此其最大的特点在于支持格式多、兼容性好并易于扩展。
MPEG.2不仅支持帧编码而且支持场编码;不仅支持MPEG.1比特流,而且支持更高时域和空域分辨率。
MPEG.2另一特点是其可伸缩性。
3.MPEG.4MPEG.4t6】标准专家组成立与1993年,于1998年正式成为国际标准。
其最初的目标是极低比特率的音频/视频编码压缩标准,主要适用于公共交换电话网络(PSTN,Public Switched Telephone Network)上的视频通信或移动通信网络,但是随着研究工作的深入,它所包含的内容和将起到的作用远远超过了最初的设计思想。
MPEG-4目的是寻求支持数字音频/视频数据通信、存取和管理的新途径,它为多媒体数据编码提供了一个更为广阔的平台,它更多定义的是一种格式和框架,而不是具体的算法,以支持各种各样新颖的和高效的功能。
1.3视频编码器研究现状考虑到实时视频编码算法所需的运算资源和存储空间,进行系统设计重点考察了下列三种技术成熟并在市场上存在商业应用方案。
在此基础上,选定本课题编码器采用的系统设计方案。
1.通用PC机软件实现通用PC的发展异常迅速,目前可以已近1000元买到Intel双核处理器,单核主频是2330MHZ(参考2008年3月24日Intel Core2 Duo E6550报价)。
该方案的优点是通用PC系统的主频性价比非常高,并且拥有最丰富的软件工具。
并且提供了较完整的多媒体指令集和流水线控制,但是通用PC应用广泛,其内核支持各种应用,而不只限于特定的多媒体处理,且功耗过高,软件实现存在执行效率上的损失。
2.专业DSP芯片实现该方案的优点是DSPt7】提供了极其强大的多媒体处理能力,并且具有众多的多媒体接口,相关厂商提供了丰富的开发包和必要的开发资源。
如PHILIPSTrimedia系列,应用于数字电视,监控设备,机顶盒等。
其缺点是成本高,功耗较大,不适应于小型设备的开发。
3.通用DSP芯片实现如ADI的Blackfin系列【引。
其优点是主频高,功耗低,并且具有很强大的功耗控制模块,芯片体积小,适用于小型设备的研发。
厂商提供了非常多的开发资源,便于开发人员的快速上手。
处理器支持众多的多媒体接口,利用系统的扩展和商业应用。
结合课题研究的目的,综合比较上述三种解决方案,最后选定采用通用DSP 芯片进行项目的研发。