基于视频压缩标准h.264的.研究与应用

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1、中南民族大学硕士学位论文第1章绪论本章简单介绍了关于视频压缩的背景，通过阐述视频压缩的原理，得出了对视频进行压缩是可行的，然后将该原理应用于实际生活中，给出了一个音视频娱乐系统的应用模型的总体框架。1.1课题研究背景和意义人们与世界的交互是靠人的耳朵、神经系统和眼睛。据统计，人们获取信息的主要来源还是依靠的是眼睛，大约占到总信息的76%左右。鉴于人类对信息的处理能力有限，因此，需要机器去模仿人的这些功能。机器获取的视频流信息由于具有非常高的冗余度，如果要让这些信息在一定的带宽上传输，需要给这些信息流进行编码，以减少冗余。由于原始视

2、频流具有太高的冗余，而且这些冗余信息对于人眼来说可有可无，因为人眼不可能同时注意到时间和空间的高分辨率，这些不能被觉察的到的信息没有必要去显示，也就是说，在可以接受的程度范围内，丢弃这些信息是人们的视觉系统不能觉察和处理的，这就是视频能够压缩的根本原因。视频压缩的技术主要是依靠数学统计学原理和人类心理视觉原理。统计学原理的意思是：图像画面经过数字化处理然后转化为具有一定规律的像素阵列，阵列的密度达到适合显示每一个点的最高的空间频率。但是并不是需要所有的画面的都包含这些细节，而是很少甚至没有这些细节。同样，选取的这些帧频要能显示视频

3、序列中最快的运动，而视频压缩所需要的只是哪些必须的瞬间运动场面就可以了。即，如果要使压缩系统能够适应和满足视频信息在空间维度和时间上的变化，需要的视频流信息的大小远远要低于原始采集的视频流信息。心理视觉原理是根据人类视觉在对时间、空间、对比度等带宽方面存在上限，而且这些相互[1]依赖，导致整体上视觉系统存在极限。目前，视频编解码标准中有许许多多的视频编解码算法，这些算法的组成主要是靠一个称作信源模型确定。一个视频编解码系统的组成部分如图1.1所示。在解码端，如果信源模型采用的是独立像素点，那么每个像素点的色彩和亮度的幅度就是所选模

4、型的参数，然后这些参数经过编码处理成为有限的符号集合，最后通过没有信息流损失的编码原理把集合中的系数转换成0和1的码流。1基于视频压缩标准H.264的研究及应用图1.1编码系统基本组成随着社会的进步，知识结构的不断发展进步，对一副不动的图片和动态的视频流进行缩小的应用会变得普遍。从个人使用到专业使用数字视频，从价格较低的电子设备到价格很高的专有工具，到处存在。例如：VedioTelphone，远程视频会议，IPServe，TV等。1.2课题研究的可行性对图像进行压缩减少码率的方法主要有两种，一种是没有丢失数据流的压缩，另一种是丢失

5、了数据流的压缩方法。没有丢失数据流的方法保存了原来的原始数据，使得原来的数据和经过这种方法后重新获取的数据是完全相同的。而丢失数据流的方法让原来的图像和经过网络传输后显示的图像有一些差别，但是人眼观察事物是有一定的限制，让人感觉上没有数据丢失。这两种方法在目前都有很普遍的应用，没有丢失数据的压缩方法和丢失数据的方法相比，丢失数据的方法压[2]缩比例要高出很多。一般情况下，数字信号上有很多多余的信息，而且这种多余的信息经过编码传输后，在解码端能够完好正确地显示，并且人的眼睛对这些多余信息的丢失根本不能觉察到，这说明丢失这些信息不会让

6、图像变的不清晰。如何得到多余的信息有一个计算公式：Info=Data–sy，其中Info表示信息的数据量，Data表示数据，sy代表Data中的多余数据，在传输中只要传输Data就可以了，sy是多余的没有必要传输的数据，可以丢弃。1.3视频压缩技术的国内外研究现状随着音视频技术的发展，原始数据流被缩小的技术获得了学者和商业的重视，取得了很大的进步。从1980年开始，各种制定音视频标准的单位先后完成了关于数据流压缩和网络传输的标准，并针对这些标准给出了一些他们的建议，这些组织包括：ISO,IEC,ITU。这些标准为不动的图像采用JP

7、EG或者JPEG2000进行编解码；对数据流码率相对比较高的视频数据采用MPEG-X系列进行编解码；对多2中南民族大学硕士学位论文余信息量比较少的动态图像或视频采用H.26X系列进行编解码；还有适合各种网络，各种数据流的H.264编解码标准。对数据流压缩的技术研究，国内还很早，但是直到2003年底，才真正做好完成属于自己的编解码的一个规范，称作音视频编解码标准（AVS）。1.3.1国内研究现状国内自己开发完成的一套音视频标准叫做AVS，开发AVS的组织在二零零二年六月被宣告成立，同年八月开了一次会议。接着经过接近两年的时间，组织做

8、了七次AVS正式报告和三次视频开发组的额外工作报告，总共被提出了一百八十二个提议，前前后后被吸纳了其中的四十一项建议，最后在二零零三年十二月十九日确定了AVS的视频编解码部分。这个部分包含的重点技术有：八乘八整形数据变化，矢量化，单个帧内部预测，将