基于dm642的h.264编码算法优化与实现

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页皇曼曼!曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇舅曼曼曼!曼曼曼皇!!!曼曼曼曼曼!!曼曼皇!曼曼曼!曼鼍曼IIII_III．mI曼曼量曼皇曼曼曼曼曼曼1。1引言第1章绪论随着数字信号处理技术的发展，数字信号在越来越多的领域取代了模拟信号，在多媒体领域，数字信号更是得到广泛的应用。视频信号是我们获取信息的最重要的渠道，因其具有直观性、确定性、可靠性等一系列优点，在当今社会的应用无处不在，如视频监控、视频会议、远程医疗、高清数字电视、可视电话等，而随着3G标准在我国的逐渐普及，视频

2、通信更是丰富着人们的交流方式。然而，尽管视频通信具有很多优点，但是其包含信息量大，在存储和传输时需要占用大量的资源，这就成为其进一步发展的瓶颈。如在电视会议系统中，一般采用CIF格式(commonintermediateformat，分辨率为352×288)，采样方式为4：2：0，则一帧视频需要约1．16Mbit的空间，对于普通的实时要求25帧／秒，1秒钟的数据率为29Mbit，这么大的数据量，无论对于存储还是传输，都是不现实的。为此，必须对视频信息进行压缩。1．1．1视频压缩的可能性视频编码的目的是

3、实现对视频信号的压缩，核心思想是去除各种相关，降低视频内容中的冗余，用尽可能少的比特数来表示视频内容，从而实现对视频的压缩。这些冗余包括u，2j：(1)空间冗余和时间冗余在空间域中，距离小的像素点之间的相关性本身就较高，例如相邻像素点的样本值很接近。在时间域中，相邻帧的拍摄间隔很小，尤其在时域采样率高的情况下，相关性较高，相邻帧间的变化甚至微乎其微。(2)信息熵冗余由信息论的有关原理可知，为表示图像数据的一个像素点，只要按其信息熵的大小分配相应比特数即可。然而对于实际图像数据的每个像素，很难得到它的信

4、息熵，在数字化一幅图像时，对于每个像素是用相同的比特数表示，这样必然存在冗余。(3)视觉冗余眼睛所感受到的图像区域亮度不仅仅与区域的反射光有关，这种现象的产生是由于眼睛并不是对所有视觉信息有相同的敏感度。经过大量的统计知道人眼视觉系统对亮度信号变化的敏感性高于色度信号变化。有些信息在通常的视觉过程中相对来说不那么重要，这些信息可以认为是视觉冗余的。视觉冗余的存在与人观察图像的方式有西南交通大学硕士研究生学位论文第2页关，人在观察图像是主要寻找某些比较明显的码本特征，而不是定量的分析图像中每一个像素的亮

5、度。人通过脑子里分析这些特征与先验知识结合以完成对图像的解释过程。．从图像恢复的角度上，信源编码方式可以分成两大类：无损编码和有损编码。在无损编码中，原始的信息和信号可以精确地重构，因而信息可以进行任意多次无损编码而不会有任何退化，这种方式仅仅去除了信源的冗余信息。有损编码系统通常依靠量化实现，它的压缩是靠丢弃图像中的一些信息(通常是高频信号)而达到的，由量化去掉的图像细节信息是不可逆的，称为失真。对于图像和视频数据来说，无损编码的压缩效率非常低，在视频压缩中都是将无损编码和有损编码结合使用。1．1．

6、2视频编码技术的发展从80年代开始，视频压缩编码技术就开始逐步发展，国际标准化组织(ISO)和国际电信联盟(ITU．T)等几大组织推出多个系列的音视频编码国际标准，其中最具代表性的是ISO／IEC推出的MPEG．X系列标准，包括MPEG．1，MPEG．2，MPEG．4；ITU．T推出的H．26x系列标准，包括H．261，H．262，H．263，H．263+，H．263++，H．264。1984年国际电报电话咨询委员会(InternationalTelephoneandTelegraphConsulta

7、tiveCommittee，CCITT)第15研究组发布了数字基群电视会议编码标准H．120建议。1988年CCITT通过了“P×64Kbps(p=1，2，3，4，5⋯⋯30)”视像编码标准H．261建议，被称为视频压缩编码的一个里程碑。从此，ITU—T、ISO等公布的基于波形的一系列视频编码标准的编码方法都是基于H．261中的混合编码方法【3】。1986年，ISO和CCITT成立了联合图像专家组(JointPhotographicExpelsGroup，JPEG)，研究连续色调静止图像压缩算法国际标

8、准，并于1992年7月通过了JPEG标准[41。1988年ISO／IEC信息技术联合委员会成立了活动图像专家组(MovingPictureExpertGroup，MPEG)。1991年公布了MPEG．1视频编码标准，码率为1．5Mbps，主要应用于家用VCD的视频压缩；1994年11月，公布了MPEG．2标准，用于数字视频广播(DVB)、家用DVD的视频压缩及高清晰度电视(HDTV)。码率从4Mbps、15Mbps⋯⋯直至100Mbps分别用于不同档次和