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《H.264編碼器在DM642上的優(yōu)化與其網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、南京郵電大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果,也不包含為獲得南京郵電大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。研究生簽名:立d墼日期:型南京郵電大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明南京郵電大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所、國(guó)家圖書(shū)館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔,可以采用影印、縮印或其他復(fù)制
2、手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外,允許論文被查閱和借閱,可以公布(包括刊登)論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布(包括刊登)授權(quán)南京郵電大學(xué)研究生部辦理。研究生簽名:導(dǎo)師簽名:日期:z一,7.f陟南京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第一章引言隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,從簡(jiǎn)單的文字交流到形象化的圖像通信,從單一的語(yǔ)音通信到復(fù)雜的多媒體通信,人們進(jìn)行溝通的方式與內(nèi)容越來(lái)越多樣化。其中以視頻為主要內(nèi)容的多媒體通信的出現(xiàn),是21世紀(jì)通信技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志和重要方向。多媒體技術(shù)利用數(shù)字編碼的方式來(lái)描
3、述和表達(dá)圖像、聲音等各種媒體信息,其中圖像信息占據(jù)著尤為重要的位置。實(shí)驗(yàn)表明,人類(lèi)超過(guò)80%的信息都是通過(guò)眼睛獲得的。然而,圖像文件的數(shù)據(jù)量非常龐大,例如,數(shù)字電視圖像中的SIF格式、NTSC制式、彩色、4:4:4采樣的視頻,每幀的數(shù)據(jù)量為2028Kb,每秒的數(shù)據(jù)流量可達(dá)60.8Mb,CCIR格式、PAL制式、彩色、4:4:4采樣的視頻,數(shù)據(jù)流量每秒可達(dá)148.8Mb。如此巨大的數(shù)據(jù)量對(duì)圖像信息的存儲(chǔ)與傳輸造成了巨大的困難。因而,圖像的壓縮編碼技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。作為多媒體技術(shù)中的核心技術(shù),圖像的壓縮編碼技術(shù)有很多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其
4、中最為著名的是ITU-T的H系列。本文采用的就是H系列中最新的H.264標(biāo)準(zhǔn)。圖像壓縮編碼從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)也是數(shù)字信號(hào)處理,而DSPs(數(shù)字信號(hào)處理器)有著比通用微處理器更適合數(shù)字信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)。如:采用改進(jìn)的哈佛總線結(jié)構(gòu),內(nèi)部有硬件乘法器、累加器,使用流水線結(jié)構(gòu),具有良好的并行特性,并有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的適合信號(hào)處理的指令系統(tǒng)等。本文采用了TI公司的TMS320DM642數(shù)字信號(hào)處理芯片,實(shí)現(xiàn)并優(yōu)化了n.264標(biāo)準(zhǔn)。1.1視頻壓縮技術(shù)簡(jiǎn)介視頻信號(hào)可以壓縮的主要根據(jù)為:一、視頻信號(hào)上存在大量的冗余度并且這種冗余度在編解碼后可以無(wú)失真
5、地恢復(fù);二、可以利用人的視覺(jué)特性,在圖像變化不被覺(jué)察的條件下減少量化信號(hào)的灰度級(jí),以一定的客觀失真換取數(shù)據(jù)壓縮。從信息論觀點(diǎn)來(lái)看,視頻作為一個(gè)信源,描述信源的數(shù)據(jù)是信源熵和信息冗余量之和。數(shù)據(jù)壓縮實(shí)質(zhì)上就是減少信息冗余。多媒體視頻信號(hào)的冗余度存在于結(jié)構(gòu)和統(tǒng)計(jì)兩方面。統(tǒng)計(jì)冗余就是在視頻信號(hào)中,各符號(hào)出現(xiàn)概率不等造成的冗余。結(jié)構(gòu)上的冗余度表現(xiàn)為很強(qiáng)的空間(幀內(nèi))、和時(shí)間(幀間)相關(guān)性。一般情況下畫(huà)面的大部分區(qū)域信號(hào)變化緩慢,尤其是背景部分幾乎不變。因此,視頻信號(hào)在相鄰像素間、相鄰行間、相鄰幀問(wèn)存在強(qiáng)相關(guān)性,這種相關(guān)性就表現(xiàn)為
6、空間冗余和.1.南京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第一章71言時(shí)間冗余。人眼對(duì)圖像的細(xì)節(jié)分辨率、運(yùn)動(dòng)分辨率和對(duì)比度分辨率的感覺(jué)都有一定的界限。致使對(duì)圖像處理時(shí)引入的失真不易察覺(jué),仍會(huì)認(rèn)為圖像是完好的或足夠好的。因此可以在滿足對(duì)圖像質(zhì)量一定的要求的前提下,可以減少表示信號(hào)的精度,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。視頻壓縮編碼系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。信源模型量化參數(shù)性參數(shù)統(tǒng)計(jì)特性信道lr—JL——1{噪聲j解碼器l視頻壓縮編碼系統(tǒng)根據(jù)采用的信源模型的不同,視頻編碼可以分為兩大類(lèi):基于波形的編碼與基于內(nèi)容的編碼。它們采用不同的壓縮方法,得到相應(yīng)
7、的量化前參數(shù):再對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行量化:最后,進(jìn)行無(wú)損的熵編碼進(jìn)一步壓縮碼率。解碼則為編碼的逆過(guò)程?;诓ㄐ蔚木幋a是現(xiàn)在廣泛采用的視頻壓縮技術(shù),它是綜合了基于塊的預(yù)測(cè)編碼與變換編碼的混合編碼方法。這種編碼方法易于操作,是各個(gè)視頻國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)普遍采用的方法?;趦?nèi)容的編碼方法對(duì)圖像的分割不是基于塊,而是基于物體區(qū)域。在某些特定的場(chǎng)合(如人臉場(chǎng)景),在加入基于知識(shí)、基于模型、基于語(yǔ)意的預(yù)編碼技術(shù)之后,基于內(nèi)容的編碼技術(shù)可以獲得很高的效率。1.2數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展在DSPs(數(shù)字信號(hào)處理器)出現(xiàn)之前,數(shù)字信號(hào)處理的工作一般是在通用
8、處理器(8086和80286等)中完成的,隨著集成電路工藝的不斷提高,20世紀(jì)70年代末出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)的可編程數(shù)字信號(hào)處理器,簡(jiǎn)稱DSPs。第一代的DSPs以AMD2900、NEC7720以及TMS32010為代表。由于開(kāi)發(fā)工具的不成熟,最初的DSPs的丌發(fā)工作極其困難。TI公司為DSPs引入了.2.南京郵電大學(xué)碩士研究