基于h.264标准的视频解码器关键技术.研究

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1、重庆大学硕士学位论文1绪论这就是说，编码的压缩比至少要达到33：1，如果只采用无损编码技术很难达到这样的压缩比。随着有损压缩编码技术的发展，分形、小波和混合DPCM/T（Differentialpulsecodingmodulation/Transform）等编码方案已经成功地解决了这个问题。不同于无损编码，有损编码采用折中的方法，以一定的失真换取压缩比的增加。目前常见的图像压缩编码算法主要可以分为以下几类：①预测编码：利用图像信号在局部空间和时间范围内的高度相关性，用已经接收到的图像或邻近像素值作为参考，预测当前图像或当前像素值，然后量化、编码预测误差，以此来消除局部时间或空间冗余。常用的

2、有差分脉冲编码调[3]（DPCM）还有与运动估计技术相结合的运动补偿帧间预测等方法。②变换编码：将一组像素值经过某种形式的正交变换转换为一组变换系数，然后根据人眼视觉系统对各变换系数进行不同精度的量化，再进行编码的技术。变换编码的目的是为了消除像素之间的空间冗余。常见的正交变换有离散傅立叶变换、DCT变换、K-L变换等。其中K-L变换是最小均方差准则下最佳正交变换但是该变换没有快速算法，与K-L变换性能最接近的是DCT变换，由于该变换存在快速算法、利于硬件实现，因此被多种静止和视频图像编码的国际标准所采用。③统计编码：又称熵编码，编码时对概率高的事件用短码表示，对出现概率低的事件用长码表示。

3、因为没有改变数据信息熵，统计编码是一种无失真编码。常用的统计编码有Huffman编码和算术编码。1.2.2主流视频编解码标准介绍国际标准化组织ISO与国际电信联盟ITU先后制定的视频编解码标准主要可分为MPEG系列和H.26X系列，包括H.261、MPEG-1、MPEG-2、H.263、MPEG-4、MPEG-7以及H.264/AVC等多种视频编解码标准。①MPEG系列标准1)MPEG-1MPEG-1标准于1992年制定，是专门针对传输率在1.5Mbps以下的数字存储介质图像及其伴音编码的国际标准，可以分为图像编码、声音编码和系统三个部分。MPEG-1标准只规定了码流语法和解码过程，用户可以

4、利用语法的灵活性来设计高质量的编码器和低成本的解码器。在编解码器设计中的一些重要参数如运动估计值、自适应量化和码流速率控制可以由用户自己确定。MPEG-1标准是在H.261视频编码算法的基础上改进并发展的。MPEG-1增加了B图像帧（双向预测）和图像组（GOP），这些改进使其具有更高的压缩比，同时定义了编码算法中各工作层的语法，使视频的可操作性更加灵活。2)MPEG-22重庆大学硕士学位论文1绪论MPEG-2标准是由ISO/IEC和ITU-T共同研究制定的，传输速率在3M-10Mbps。其设计目标是高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。它的应用范围既包括标准数字电视，也包括高清晰度电视。M

5、PEG-2系统可以兼容MPEG-1系统，其核心编码技术仍是分块DCT和帧间运动补偿预测技术，它引入了帧和场的两种编码模式，支持半像素预测。该标准规定了分辨率从低到高的4个级别5个档次共11种单独的技术规格，分别用于标准数字电视、高清晰度电视，可以满足不同用途的需要。3)MPEG-4MPEG-4标准是1999年继MPEG-1和MPEG-2之后，ISO的MPEG工作组[11]推出的又一新的标准。MPEG-4提出了音视频对象（AudioVideoObject，AVO）的概念，实现了许多新的功能，为各种多媒体应用特别是基于Internet和移动网络的应用提供了理想的工具，如基于内容的编码、错误掩盖和

6、基于内容的可伸缩性等。MPEG-4更注重定义一种格式和框架，而并不是具体的算法，其出发点是希望建立一种更自由的通信与研发环境，可以在系统中加入许多新的算法，为使用计算机软件实现编解码提供更大的方便。MPEG-4的应用广泛，这一新的工业标准至少可以应用于以下场合：实时监控；极低比特率下的移动多媒体通信；基于存储和检索的多媒体系统；Internet/Intranet上的视频流与可视游戏；DVD上的交互多媒体应用；演播室和电视节目的制作等。4)MPEG-7MPEG-7标准称为“多媒体内容描述接口”，其目的是制定一套描述标准，用来描述各种类型的多媒体信息及它们之间的关系，以便更快更有效的检索信息。M

7、PEG-7可以快速并且有效地搜索出用户所需的不同类型的多媒体资料，它既可以用于存储也可以用于流式应用，也可以在实时及非实时环境下应用，在教育、新闻、娱乐、研究业务、地理信息系统、医学应用等各方面有潜在的应用能力。②H.26X系列标准1)H.261H.261建议是最早出现的视频编码国际标准，由ITU-T第16研究组为在窄带综合业务数字网（N-ISDN）上开展双向声像业务（可视电话、电视会议）而制定[8]的。该建