AVS编码算法分析与DSP上实时编码的实现

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1、湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编

2、本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日湘潭大学硕士学位论文AVS编码算法研究及DSP上实时编码的实现第1章绪论1.1研究背景我国作为世界上最大的视听娱乐产品市场，数字音视频产业发展拥有广阔的空间，目前已成为信息产业的支柱产业之一。数字音视频产品主要包括人们常说的数字电视、激光视盘机、MP3、MP4等数字化视听娱乐产品。虽然我国在数字音视频领域具备了较强的产业基础，但由于没有掌握核心技术，相关企业发展长[1][2]期受制于人。目前，国际上比较通用的音视频编解码标准有MPEG-1、MPEG-2、[3][4][5]MPEG-4、H.263、H.264等，

3、我国多数企业应用的也是这几个标准，但是由于这些标准涉及到众多专利技术，因此每年要交纳数十亿甚至上百亿相关的专利费，对我国信息产业的发展非常不利，已严重阻碍了我国的信息产业的发展。随着我国数字电视地面传输标准、AVS标准等的研究制订，以及国家数字化音视频产业专项工程的启动实施，我国数字音视频产业的核心竞争力将明显增强，将有越来越多的数字化音视频产品走向寻常百姓家。[6]AVS是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准。顾名思义，“信源”是信息的“源头”，信源编码技术解决的重点问题是数字音视频海量数据(即初始数据、信源)的编码压缩问题，故也称数字音视频编解码技术。显而易见，它是其后数字信息传输

4、、存储、播放等环节的前提，因此是数字音视频产业的共性基础标准。AVS标准是《信息技术先进音视频编码》系列标准的简称，AVS标准包括系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要技术标准和一致性测试等支撑标准。AVS标准技术的压缩性能比MPEG-2高2-3倍，与H.264相当，但算法比H.264简单[7]。其以性能优越、算法简单、专利收费少的优势将会有很广的应用前景，包括从数字广播到网络多媒体通信的大部分应用，比如数字电视机顶盒，激光视[8]盘播放机，数字录像机，数码摄像机以及流媒体应用，视频会议，视频监控等。1.2应用价值我国AVS标准从2002年开始制定，已于2006年2月正式批准为国家标准（

5、GB/T200090.2－2006）。AVS的产业化步伐在标准制订过程中已经开始，目前正处在大规模产业化的启动期，中国网通的IPTV、移动电视CMMB已经决定使用AVS，中国电信也表示将全力支持AVS技术，AVS标准应用的推广工作进行得很1湘潭大学硕士学位论文AVS编码算法研究及DSP上实时编码的实现顺利，而AVS标准工作组提供的AVS参考编码器软件编码质量高，易读性好，但复杂度高、代码运行效率不高（QCIF编码速率约0.2帧/秒），不可能达到实际应用的需求，为了能够更好的推广AVS的应用，高效快速的AVS编码器的研究是必要的，也是急需的。随着“和谐社会”和“平安城市”等口号的提出，视频监

6、控方面的需求日益增加，视频压缩作为网络视频监控不可或缺的一环，受到广泛的关注。目前市面上主要的视频监控的产品都是采用的MPEG4和H264视频压缩标准，还没有基于AVS的相关产品。国内采用DSP实现AVS编码的主要有浙江大学、海康威视等高校和企业，目前还没有成熟的产品。此外，这些实现没有考虑到具体应用于监控系统或网络摄像机的特定需求。因此，研究AVS视频编码算法以及在视频监控中的应用有着十分重大的现实意义。本课题的研究和开发具有一定的前瞻性和实际应用意义。1.3国内外研究现状由于AVS第二部分（视频编解码）正式成为国家标准的时间并不是很长，有关AVS的研究尚且不多，AVS编码算法优化以及D

7、SP上的实现方法在国内很少有相关文献可查阅。但是由于AVS也采用了与MPEG-x和H.26L系列视频标准类似的基于块的混合编码结构，因此已有关于其他视频标准的优化技术和实现技术在AVS标准的研究过程中有一定的参考价值。运动矢量搜索和宏块模式的选择算法是决定编码器性能的重要模块，也是近几年来国内外研究的热点，有大量的相关文献资料可借鉴。在运动矢量搜索中，最优算法是全搜索算法，比较经典的优化算法有以下几[9][10]种：1.