.基于avs-m的移動視頻編解碼研究調(diào)研報告

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1、本科生研究發(fā)展計劃（OUC-SRDP）項目基于ＡＶＳ—Ｍ移動視頻編解碼的研究調(diào)研報告指導教師：魏志強撰寫人：焦文健崔元芳17目錄1.調(diào)研背景32.發(fā)展歷程42.1編碼器結(jié)構(gòu)42.2解碼比特流描述42.2.1編碼視頻序列52.3編解碼關(guān)鍵技術(shù)62.3.1熵編解碼和塊編解碼62.3.2整數(shù)變換和量化72.3.3幀內(nèi)預(yù)測7　　　2.3.4幀間預(yù)測………………………………………………………………………………82.4編解碼過程92.4.1環(huán)路濾波92.4.2宏塊模式及幾種宏塊模式選擇算法比較102.5宏塊模板選擇算法102.

2、5.1算法步驟102.5.2門限值的確定及分析……………………………………………………………102.6DSP處理器及開發(fā)平臺112.6.1TMS320C6416DSP芯片特點分析112.6.2TMS320C6416芯片特點112.6.3TMS320C6416芯片結(jié)構(gòu)112.6.4實驗系統(tǒng)的實現(xiàn)122.6.5PC平臺到DSP平臺的移植123.調(diào)研總結(jié)163.1目的及意義163.2AVS-M移動工具概述173.3視頻編解碼主要功能18171.調(diào)研背景隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和音視頻技術(shù)的發(fā)展，移動多媒體應(yīng)用在人們的生活中扮演越

3、來越重要的角色。為有效利用有限的帶寬資源，多媒體數(shù)據(jù)在傳輸之前必須進行壓縮，同時為保證網(wǎng)絡(luò)多媒體信息能夠共享，數(shù)據(jù)壓縮必須滿足一定的規(guī)范，即編碼標準。AVS-M是我國專門針對移動多媒體應(yīng)用自行制定、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字音視頻編解碼標準。AVS-M標準產(chǎn)品可以應(yīng)用于寬帶網(wǎng)絡(luò)流媒體、移動視頻會議與移動視頻監(jiān)控等領(lǐng)域。其中AVS的第七部分——移動視頻（AVS-M）標準是為了數(shù)字存儲媒體、網(wǎng)絡(luò)流媒體、多媒體通信等應(yīng)用中，針對運動圖像壓縮技術(shù)的需要而制定的。AVS-M編解碼器的結(jié)構(gòu)和核心算法，將改進的人眼對比靈敏度模型應(yīng)用

4、到編碼器的幀間預(yù)測宏塊模式選擇算法中，得到該算法的快速算法并在PC平臺上驗證，使編碼器在保證視覺質(zhì)量的前提下，速度提高了53％。在正常運行的前提下，應(yīng)用C語言優(yōu)化、匯編優(yōu)化、存儲器優(yōu)化和本設(shè)計提出的針對插值算法結(jié)構(gòu)的優(yōu)化這幾種方法，使QCIF格式的最終解碼速度是優(yōu)化前的3倍多，達到46幀/秒，滿足了實時要求。17現(xiàn)階段國際兩大組織（ISO和IST－T）分別制訂了MPEG系列標準和H.26x的標準，伴隨著新標準的提出，新產(chǎn)品、新應(yīng)用也隨之發(fā)展。MPEG1標準帶來了VCD的興起，MPEG2標準帶來了DVD和HDTV的商

5、機，而H.261應(yīng)用在ISTN、H.263應(yīng)用在PSTN成為可視電話標準一部分，也將視頻標準推向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的新時代，而MPEG4和H.264使視頻壓縮技術(shù)發(fā)展到了一個更高的階段，能夠在較低帶寬上帶來更高質(zhì)量的傳輸，為移動視頻及視頻通信領(lǐng)域帶來了新的解決方案。AVS標準是我國自主制定的數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)國家標準，AVS標準包括系統(tǒng)、視頻、音頻、數(shù)字版權(quán)管理等四個主要技術(shù)標準和一致性測試等支撐標準。它是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，避免了國外專利收費的問題。AVS標準有著很廣闊的應(yīng)用前景，包括交互存儲媒體、寬帶視頻業(yè)務(wù)

6、、多媒體郵件、分組網(wǎng)絡(luò)的多媒體業(yè)務(wù)、實時通信業(yè)務(wù)（視頻會議，可視電話等）、遠程視頻監(jiān)控等。其中AVS標準的第七部分——移動視頻（AVS-M）是為了適應(yīng)數(shù)字存儲媒體、網(wǎng)絡(luò)流媒體、多媒體通信等應(yīng)用中對運動圖像壓縮技術(shù)的需要而制定的。AVS-M主要是針對小畫面顯示的3G應(yīng)用，它是一個面向新一代移動通信的視頻編碼標準。DSP是數(shù)字信號處理器的簡稱，作為眾多電子信息產(chǎn)品的核心引擎，借助其在高速實時信號處理中的優(yōu)勢和后數(shù)字時代對高速大吞吐量數(shù)字處理的需求，在通信市場占據(jù)主導地位的同時，DSP的應(yīng)用也拓展到數(shù)字媒體和數(shù)字消費類產(chǎn)

7、品領(lǐng)域，同時更以其完全軟件可編程的靈活性，在數(shù)字視頻領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。在視頻應(yīng)用方面，DSP平臺和ASIC是兩個應(yīng)用較多的解決方案，DSP平臺相對ASIC有以下優(yōu)勢：1、可以根據(jù)市場需求，第一時間增加新的功能，改善產(chǎn)品性能，開發(fā)周期短；2、很多廠家提供專門用于視頻的DSP平臺，現(xiàn)在DSP芯片的功能非常強大，速度很快，可以處理多路的視頻信號，功耗也越來越低，可降低產(chǎn)品成本；綜上所述，現(xiàn)代視頻應(yīng)用的范圍越來越廣，要求也越來越高，而DSP平臺的高速發(fā)展也為視頻應(yīng)用提供了一個很好的硬件平臺。由于有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬條件和

8、對視頻應(yīng)用的實時性要求，所以在DSP平臺實現(xiàn)視頻解碼器算法有著很廣泛的市場發(fā)展前景和研究價值。常用視頻壓縮標準MPEG系列：1991年12月，該組織提出MPEG1，以VCD和MP3為代表產(chǎn)品，在CDROM上的音視頻存儲可達到1.5-2Mbit/s。1994年又推出MPEG2，針對數(shù)字電視、高清電視和DVD的視頻壓縮，針對HDTV應(yīng)用的編碼率為4-9Mbit/