AVS_M算法優(yōu)化與其在DM642上的實(shí)現(xiàn)

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1、本人聲明我聲明，本論文及其研究工作由本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立完成。在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。作者：陸林海簽字：似彳易2008年鑰倍日1．1引言第一章緒論近二十多年來(lái)電子信息技術(shù)迅猛發(fā)展，推動(dòng)了數(shù)字視頻業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。數(shù)字視頻數(shù)據(jù)量巨大，在存儲(chǔ)和傳輸之前需要進(jìn)行壓縮，播放之前再進(jìn)行解壓縮還原，這種壓縮和解壓縮技術(shù)稱(chēng)為數(shù)字視頻編解碼技術(shù)。數(shù)字視頻編解碼處于信號(hào)處理的信源端，是數(shù)字信息傳輸、存儲(chǔ)、播放等環(huán)節(jié)的前提和基礎(chǔ)，是數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)的共性基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，因而成為近20年來(lái)整個(gè)數(shù)字視頻領(lǐng)域國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)?，F(xiàn)階段國(guó)際兩大

2、組織ISO和IST—T分別制訂了即EG系列標(biāo)準(zhǔn)和H．26x標(biāo)準(zhǔn)，伴隨著新標(biāo)準(zhǔn)的提出，新產(chǎn)品、新應(yīng)用也隨之發(fā)展。MPEGl標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)了rED的興起，MPEG2標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)了DYD和HDTv的商機(jī)。H．261在ISTN上以及H．263在PSlN上的應(yīng)用，成為了可視電話標(biāo)準(zhǔn)的一部分，也將視頻標(biāo)準(zhǔn)推向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的新時(shí)代。同時(shí)，MPEG4和H．264使視頻壓縮技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)更高的階段，能夠在較低帶寬上帶來(lái)更高質(zhì)量的傳輸，為移動(dòng)視頻及視頻通信帶來(lái)新的解決方案。AVS(audiovideocodingstandard)標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)自主制定的數(shù)字音視頻編解碼技

3、術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，AVS標(biāo)準(zhǔn)包括系統(tǒng)、視頻、音頻、數(shù)字版權(quán)管理四個(gè)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和一致性測(cè)試等支撐標(biāo)準(zhǔn)。AVS是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，解決了國(guó)外專(zhuān)利收費(fèi)的問(wèn)題。AVS標(biāo)準(zhǔn)有著很廣闊的應(yīng)用前景，包括交互存儲(chǔ)媒體、寬帶視頻業(yè)務(wù)、多媒體郵件、分組網(wǎng)絡(luò)的多媒體業(yè)務(wù)、實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)(視頻會(huì)議，可視電話等)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等。其中，AVS標(biāo)準(zhǔn)的第七部分移動(dòng)視頻^VS-M(audiovideocodingstandard-mobile)是為了適應(yīng)數(shù)字存儲(chǔ)媒體、網(wǎng)絡(luò)流媒體、多媒體通信等應(yīng)用中對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像壓縮技術(shù)的需要而制定的。AVS-M視頻的主要特點(diǎn)是應(yīng)用目標(biāo)明

4、確，技術(shù)有針對(duì)性。AVS-M主要針對(duì)小畫(huà)面顯示的3G應(yīng)用，是面向新一代移動(dòng)通信的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。1．2視頻編碼的發(fā)展現(xiàn)狀(1)IvlPEG系列MPEG是MovingPicturesExpertsGroup(動(dòng)態(tài)圖像專(zhuān)家組)的縮寫(xiě)。1991年12月，該組織提出MPEGl嘲，以VCD和MP3為代表產(chǎn)品，在CDROM上的音視頻存儲(chǔ)可達(dá)到1．5-2Mbit／s。1994年推出MPEG2，針對(duì)數(shù)字電視、高清電視和DVD的視頻壓縮，針對(duì)’HDTV應(yīng)用的編碼率為4-9Mbit／s。1998年又推出MPEG4，比MPEG2在保證畫(huà)面質(zhì)量的情況下有著驚人的數(shù)

5、據(jù)壓縮比，多用于手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品，也開(kāi)始應(yīng)用在監(jiān)控設(shè)備上，并在MPEG4中首次提出一種基于內(nèi)容的視頻編碼形式，有別于MPEGI中基于矩形塊的幀結(jié)構(gòu)，在需要超低比特率的時(shí)候使用基于塊的結(jié)構(gòu)m，在有比較高要求的場(chǎng)合使用基于內(nèi)容的結(jié)構(gòu)。MPEG系列的平均壓縮率在l。50，最高可達(dá)l：200．(2)h．26x系列h．26x系列是由國(guó)際電信聯(lián)盟(刪)提出的，n．U_T是國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)腳．1993年，rI’U提出H．261，為在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)E開(kāi)展雙向聲像業(yè)務(wù)(可視電話、視頻會(huì)議)而制定，速率為64kb／s的整數(shù)倍。H．261只

6、對(duì)CIF和QCIF兩種圖像格式進(jìn)行處理。1996年，提出H．263，是最早用于低碼率視頻編碼的rrU-T標(biāo)準(zhǔn)，隨后出現(xiàn)的第二版(H．263+)及H．263++增加了許多選項(xiàng)，使其具有更廣泛的適用性，在PSTN上至少有64kb／s。H．264是由ISO／IEC與mM’組成的聯(lián)合視頻組(JVT)釉J定的新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)被納入MPEG4的第十部分，它具有相當(dāng)高的數(shù)據(jù)壓縮比，在同等的圖像質(zhì)量條件下，H．264的數(shù)據(jù)壓縮率能比MPEG-2高2．3倍，比MPEG-4高1．5-2倍。正因?yàn)槿绱?，?jīng)過(guò)H．264壓縮的視頻數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中

7、需要的帶寬更少．在相同的重建圖像質(zhì)量下，H．264比H．263+和MPEG-4減小了50％的編碼量，但是H．264有著較高的計(jì)算復(fù)雜度n帕。(3)WMV系列WMV格式(W'mdowsMediaVideo)是微軟推出的一種采用獨(dú)立編碼方式并且可以直接在網(wǎng)上實(shí)時(shí)觀看視頻節(jié)目的文件壓縮格式。主要優(yōu)點(diǎn)有：本地或網(wǎng)絡(luò)回放、可擴(kuò)充的媒體類(lèi)型、可伸縮的媒體類(lèi)型、多語(yǔ)言支持、環(huán)境獨(dú)立性、豐富的流間關(guān)系以及擴(kuò)展性等。目前占據(jù)市場(chǎng)巨大份額的Media系列產(chǎn)品的核心就是視音頻編解碼技術(shù)WMV和WMA。WMAll是目前視頻編解碼的最新版本。1．3AVS-M的研究

8、現(xiàn)狀A(yù)VS標(biāo)準(zhǔn)由我國(guó)數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組提出。AVS的編碼效率理論上比肝EG一2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)高2—3倍，可節(jié)省一半以上的無(wú)線頻譜和有線信道資源，降低傳輸和存儲(chǔ)的復(fù)雜度，也可以兼容MPEG