高效視頻編碼系統(tǒng)研究與硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)字視頻在信息社會(huì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用.圖像和視頻的傳輸與處理成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點(diǎn),ITU-T和ISO先后提出了一些先進(jìn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)的推廣使人們享受到了科技帶來(lái)的便利.超大規(guī)模集成電路技術(shù)(VLSI)、可編程邏輯器件(FPGA等)和嵌入式開發(fā)平臺(tái)的發(fā)展使實(shí)時(shí)的視頻壓縮、傳輸和操控成為可能.為此,我們系統(tǒng)的研究了一系列視頻壓縮編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并且在此基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊曨l系

2、統(tǒng)和MPEG-4 ASP級(jí)編碼器的SoC演示系統(tǒng).該文介紹了作者在視頻壓縮編碼及其硬件實(shí)現(xiàn)方面的研究.首先,介紹了圖像壓縮技術(shù)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及其應(yīng)用,并簡(jiǎn)要介紹了現(xiàn)行的主要視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),如H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7、H.264等.然后深入研究了MPEG-2建議的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),包括TS流、PS流、時(shí)鐘恢復(fù)、視頻與音頻的同步、基于場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、DCT及變長(zhǎng)編碼,并對(duì)MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的特別

3、之處做了討論.在此基礎(chǔ)上提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊曨l系統(tǒng)和MPEG-4 ASP級(jí)編碼器的SoC系統(tǒng),在分析系統(tǒng)方案的同時(shí),給出了其硬件實(shí)現(xiàn).基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊曨l系統(tǒng)的編解碼部分采用套片實(shí)現(xiàn),糾錯(cuò)編碼通過(guò)FPGA完成,網(wǎng)絡(luò)部分的上層協(xié)議部分在MCU中完成.MPEG-4編碼器采用FPGA加ARM來(lái)實(shí)現(xiàn).作者在對(duì)RTP/RTCP協(xié)議的充分理解上,結(jié)合視頻編碼的原理,構(gòu)建了視頻流的網(wǎng)絡(luò)傳輸模型,并實(shí)現(xiàn)了其硬件系統(tǒng),初步測(cè)試,可實(shí)現(xiàn)其基本功能.通過(guò)

4、對(duì)視頻編碼過(guò)程中數(shù)據(jù)流操作的分析,結(jié)合SDRAM的工作特點(diǎn),合理設(shè)計(jì)了MPEG-4編碼器的數(shù)據(jù)流調(diào)度方案,在滿足系統(tǒng)最高要求的基礎(chǔ)上,節(jié)省了寶貴的硬件資源,提高了程序的通用性;在分析了碼率控制的基本原理及算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合ARM處理器的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了MPEG-4編碼器碼流控制部分的硬件部分和軟件實(shí)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)表明其起到了編碼結(jié)果調(diào)整的作用,效果良好.由于MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)本身的定位,在對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹С址矫嫦啾容^而言不是很有效,可考慮在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)模