基于mpeg-4的视频压缩算法在dsp上的实现与优化

《基于mpeg-4的视频压缩算法在dsp上的实现与优化》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、第一章绪论1．1引言视觉是人类获取环境信息的最主要的渠道。所谓“首藏不磐一见”，图像信息具有直观、形象、信息量大的优点，能为人们的理解和判断提供高质量的素材【lj。随着科学技术的发展，数字视频产晶和人类的生活越来越密不可分，其典型的应用在露终视频分发、可视电话、视频会议、视频监控以及数字电视等。原始的数字视频的数据量非常巨大。例如：一幅分辨率为640x480的真彩色图像(24bits／pel)的大小为0．9MB。这样的话，容量力1GB的存储分质也仅能存储约1100幅图像。如果按照25fps的帧率播放的话，这

2、些图像仅能维持约44秒的播放时阕。凝且，传输这些数据需要达到184Mb／s熬数据率，这是一个巨大鳇负拯。视频压缩来源予人们对视频产品的泛滥式的需求和存储、传输技术发展相对缓慢的矛盾，具有极重要的现实意义。传统的视频压缩技术有两个其体的爵标：更高的压缩倍率和更好的图像质量。为了提高编码效率，国际标准化组织(IsO)、国际电信联盟(rr奶等标准化组织制定了一系列的标准，如H．261，H。263，MPEG-l，MPEG-2，MPEG4，H．264／AVC等，这些标准有力的带动了多媒体产业硬件和软件的发展。到目前为

3、止，这些标准有的已经被废弃，有静爨继续使焉。我们选择MPEG-4律为研究切入点的原因在乎实际应用的需要。视频基缩可经壶专用芯片实现，也可在遥雳处理器上耀软件实现。前者的优势在于开发周期短，批爨成本低。后者的优势则在于灵活性大，可板据实际应震需要做优化。BF561是ADI公司最新推出的集MCU和DSP于一身的高品质处理器，嚣常适合视频压缩算法的软实现。其丰富静接西能力以及领先的功耗管理技术也使其它处理器难望其项背。在本文中，我们将讨论使用这种处理器实现视频莲缩算法酶关键技术。l。2视频压缩标准的发展历史和现状

4、视频序列中广泛存在着信息冗余，它们占用了大量的存储空间和传输带宽，视频压缩的最终露标始终在于清除这些冗余。视频序列孛的信息冗余主要包括以下几个方面【2】：●信惠表示冗余：扶一藕图像来讲，它熬信患由一系辩惫含萤息鳇像素缀合而成，这些像素在空间上其有相关性。而视频序列之间存在潜广泛的时间2基于MPEG-4的视频压缩算法在DSP上的实现与优化和空间冗余。从根本上讲，无论是单幅图像还是图像序列，都只由具有简单模式的像素组成，这种信息表示方式导致了冗余的产生。●心理冗余：心理冗余产生的基础是人类的视觉系统对某些信息有

5、限的响应能力。这些信息包括色彩、灰度范围以及变化的图像细节等。●结构冗余和知识冗余：图像的某些区域存在非常强的纹理结构，其像素值具有明显的分布模式，形成结构冗余。图像中包含的信息与某些先验知识有关，这种冗余构成知识冗余。视频压缩编码技术的发展始终以去除图像中的相关性为主线。从宏观上说，视频压缩编码技术已经经历了两代的发展。第一代技术去除图像中显而易见的相关性，使用的方法有空间域的PCM、DPCM、△M、亚抽样编码方法，变换域的DFT、DCT、Walsh—Hadamard变换编码等方法以及以此为基础的混和编码

6、方法。第二代技术兴起于上世纪80年代后期，使用的方法有金字塔编码【3】、矢量量化14J、分形编码[5】、基于神经网络的编科61、小波变换和子带编码[71以及模型基编码【8】等。国际标准化协会(InternationalOrganizationforStandardization，ISO)、国际电子学委员会(InternationalElectronicsCommittee，mC)、国际电信协会(InternationalTelecommunicationUnion，玎U)等组织于二十世纪九十年代领导制订了三

7、个有关视频图像压缩编码的系列化的国际标准：JPEG标准[9】、H．26X标准【lo】和MPEG—X【11】标准，这些标准采用的图像编码算法融合了各种性能优良的图像编码方法，代表了当前图像编码的发展水平。图1．1和表1．1总结了视频编码标准的发展历史及各自的设计目标、应用场合【IzJ【l引。表1．1国际标准化组织制定的一系列视频癯{像压缩编码标准标准标题制订者目标应用场合VideoCodecforAudioVisual综合业务数字网ISDNH．261ITU．T：Servicesatpx64kbits／s中的视

8、频会议ProgressiveBi—levelImageJPEG传真、打印等JBIGCompressionDigitalCompressionandJPEG数字照相、图像／视频编JPEGCodingofContinuous-tone辑等第一章绪论3StillImagei．j一。。iCodingofMovingPicturesandAssociatedAudiofor光盘存储、家用视频摄MPEG一1Ⅳ嘴EGDi垂ta