基于dm642的avs-m视频编码算法研究及优化

《基于dm642的avs-m视频编码算法研究及优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1研究背景及意义随着信息技术日新月异的发展，人们的生活在各个方面发生巨大的变化。而作为信息时代的重要标志，多媒体通信，特别是视频通信更是对人们的生活产生了巨大的影响。人们已经不再满足于在某些限制条件下获得信息，开始期望在任何时间，任何地点，获得任何方式的信息内容，但是由于客观条件的限制，信道带宽和信号强度无法在任何地点都满足传输的要求，这一点在视频应用中特别地明显，由于视频信号本身数据量非常大，即使进行压缩之后仍然需要较高的带宽进行传输，因此视频压缩算法的研究一直是国际学术届研究的热点之一。从九十年代

2、开始，视频编码技术日益成熟，国际标准组织(ISO)和国际电讯联盟(ITU)相继推出了一系列视频压缩编码的国际标准。其中JPEG标准主要[1][2][3]应用于静止图像的压缩编码；MPEG-1主要应用于带数字存储媒质的视频[4][5]压缩编码的；MPEG-2主要应用于广播电视，而H.261则主要应用于桌面会议电视。而由于移动通信等新的应用领域提出了许多更为严格的要求，国际电[6][7][8][9]讯联盟制定了H.263、H.263+、H.263++标准；ISO制订了MPEG-4、[10]MPEG-7、MPEG-21标准。最新通过的H.264标准是

3、由ISO和ITU联合制定的，它引入了更先进的编码特性，表现出了良好的编码性能，具有广阔的应用前景。我国在音视频产业领域已经具备较强的产业基础，但由于没有掌握核心技术标准，相关企业长期受制于国外持有标准化专利与技术的企业和组织。为适应发展的需要，由国家信息产业部科学技术司批准，我国于2002年6月成立了数字音视频编解码技术标准化工作组，自主提出了数字音视频编解码标准AVS(AudioVideoCodingStandard)，包括系统、视频、音频、数字版权管理等[11]四个主要技术标准和一致性测试等支撑标准。其中针对高清视频的压缩标准[12][13

4、]即AVS第二部分已批准为国家标准。AVS-M是标准的第七部分，是面向新一代移动视频通信的编码标准。视音频编码标准的制定推动了视音频编码技术的发展，更为信息产业的进步注入了强大的动力。经过近两年的发展，视频编码算法在多个平台上都有了实用的解决方案，-1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文这些平台包括以TIDM642和ADIBlackfin芯片为代表的DSP平台，众多半导体厂商所提供的ASIC定制编码芯片平台，以XILINX为代表的FPGA平台，以及以ARM为代表的通用处理器平台。在不同的应用场合下，这些处理芯片都各有优势和局限。DSP在功耗，灵活性

5、以及运算能力上都可以满足主流视频应用的功能需要；而FPGA在视频编码算法的发展逐渐成熟之后，凭借非常适合视频算法实现的强大并行处理能力和可定制流水线结构也成为了编码的一个重要平台，但是由于功耗，体积和成本的限制无法广泛应用于消费电子领域；专用的视频压缩ASIC芯片则由于成本低廉，编解码速度快，也有一定的应用范围，但是编解码效果和灵活性都存在一定的缺陷。[14]DM642是TI公司新一代高性能数字媒体处理器，它是专用于视频系统应用的高性能DSP，具有4800MIPS的运算性能和丰富的外围接口，如多通道视频口、以太网口等。从应用的现状来看，DM64

6、2平台上的应用解决方案从成本，灵活性以及性能等各方面进行考虑都是非常适合于实际应用的。本文以DM642作为硬件平台，对AVS-M视频编码算法进行研究，通过结合DM642平台的优势，进行优化上，使编码速度达到实时。1.2国内外研究现状上世纪80年代，对视频的压缩逐渐形成了一套运动补偿和变换编码相结合的混合编码方案，大大推动了数字视频编码技术的发展。随着数字视频压缩技术的不断发展和成熟，出现了大量视频编码应用方案。为使各种应用系统实现兼容，同时推进技术的市场化，各企业联盟、标准组织和专门化标准委员会就新技术的规范化制定了一系列的标准。在数字视频技术

7、的标准化过程中，国际电信联盟(ITU)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)扮演了重要的角色。在目前已经建立的数个国际视频压缩标准中，ITU下属机构电信标准化部门(ITU-I)成立的视频编码专家组(VideoCodingExpertGroup，VCEG)负责制定了H.26x系列标准，ISO和IEC联合成立的运动图像专家组(MovingPictureExpertGroup,MPEG)负责制定了MPEG系列标准(其中有部分标准为ITU和ISO/IEC共同制定)，如图1-1所示。下面分别介绍各个标准针对的应用、码率范围、技术特点。-2-

8、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文ChinaAVSAVSWorkGroupITU-TH.261H.263H.263+H.263++StandardsJoi