avs高清视频解码器优化设计与实现

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1、上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。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结果由本人承担。学位论文作者签名：郭炜日期：2008年1月30日上海交通大学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。本人授权上海交通大学可以

2、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本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：郭炜指导教师签名：刘佩林日期：2008年1月30日日期：2008年1月30日上海交通大学硕士学位论文绪论第一章绪论1.1研究背景视频编解码是数字多媒体存储和传输的关键技术之一，广泛应用于各种多媒体视频设备中，它的目的是将数据量非常巨大的原始视频图象信号经过压缩后，使其能够在有限带宽的传输通道中进行传输，并在接收端能够恢复出可接收画质的原始视

3、频图象。根据ATSC(AdvancedTelevisionSystemCommittee先进电视制式委员会)标准的规定，高清晰度电视（HDTV）的最大分辨率是1920像素×1080像素，宽高比为16：9。在30帧/秒的显示速率下，传输所需的码率高达995Mbit/s，无论是应用在传输领域还是存储领域，都超出了现有技术能够承受的范围。然而，随着数字化技术和大规模集成电路技术飞速发展，应用而生的视频压缩编码技术已经能够把高清晰度数字电视的信号传输量由995M/s减少为20～30Mbit/s，极大地节省了传输带宽和存储容量。当今推出的视频编码标准主要

4、有ITU-T标准和MPEG标准。ITU-T主要针对低码率视频编码制订的，标准为H.26x系列。MPEG标准不仅包括视频还有音频、系统和复用等。ITU-T和MPEG联合开发的H.262/MPEG-2[1]标准是至今应用非常广泛的视频编解码标准。最新的H.264/MPEG-4AVC(Part10)[2]有着更高的编码效率和更广阔的应用前景。根据Profile和Level的不同，H.264采用不同的工具和配置，可以覆盖大多数视频应用场合。为了创建具有自主知识产权的信源编码标准，中国牵头创制了新的音视频信源编码标准AVS。它是数字电视、宽带网络流媒体、

5、移动多媒体通信、激光视盘等数字音视频产业群的共性基础标准。2006年年初，信息产业部正式批准通过了AVS标准[3]成为音视频领域的国家标准，正式在中国实施。从H.261发展到最新的H.264/MPEG-4AVC(Part10)和我国开发的AVS，它们分别代表着数字技术、压缩技术、编码技术等学科的最新成果，并不断将最新技术加以应用。1上海交通大学硕士学位论文绪论1.1AVS视频标准简述AVS标准[3]是《信息技术先进音视频编码》系列标准的简称，是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准，是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系。

6、该标准实现了编码增益、运算复杂度与当前VLSI设计技术和制造工艺之间比较好的平衡，在实现代价可以接受的前提下，编码效率较MPEG-2标准提高了2-3倍，技术方案简洁，芯片实现复杂度低，达到了第二代标准的最高水平，且所包含的技术专利不受控于境外企业与组织，是目前图像通信研究领域的热点问题之一。1.2.1AVS标准及其新特点AVS标准包括9个部分，如表1-1所示。其中第二部分视频和第7部分移动视频是视频编码标准。表1-1AVS标准的主要内容Table1.1MainContentofAVS编号名称1系统2视频3音频4音频5参考软件6数字媒体版权管理7

7、移动视频8在IP网上传播AVS9AVS文件格式图1-1是AVS标准的整体编解码框图，可以看出整体编码方案仍然采用了运动补偿加离散余弦变换（DCT）的编码结构。2上海交通大学硕士学位论文绪论图1-1AVS编码器框图Figure1.1AVSCodingStructureAVS标准希望达到以下目的：高效的音视频编码算法和工具,例如视频编码效率不低于H.264;多种不同的容错模式;多种可伸缩性的音视频编码;低延迟的交互式和实时通信;随机访问,快进,快退等功能;逐行和隔行的视频数据;多种视频格式(QCIF、CIF、HHR、601、HDTV)

8、。AVS视频当中具有特征性的核心技术包括:8×8整数变换、量化、帧内预测、1/4精度像素插值、特殊的帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等。