基于omap5912的h.264编解码器的实现

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1、武汉理工大学硕士学位论文1．1论文背景及意义第1章绪论1．1．1视频编码标准的发展及简介近年来，随着Intemet在全球范围内的普及和移动通信的迅猛发展，数字视频技术获得了日益广泛的应用，特别是各种新兴多媒体业务的出现，如视频会议、可视电话、视频点播、远程监控、高清晰度电视、网络视频传输等，使基于Intemet和移动网络的视频处理和传输技术成为21世纪我国信息化过程中的热门研究课题。相对于音频、文字、图像等信息，视频信息具有直观、高效、准确等无可比拟的优点，在通信和广播领域获得了较快的发展。但是视频信

2、息数据量太大，如用于可视电话的视频质量较低的QCIF格式的视频信号，在帧率为30fps、未进行数据压缩的情况下，视频码率仍需要(176×144×8×3／2)x30=9．1Mbps，在当前传输带宽和存储空间都有限的Intemet和无线移动网络中进行实时传输是不现实的；对于CCIR601标准建议下的彩色电视信号，未经压缩的视频码率更是达到了216Mbps，一张4．7GB的DVD光盘仅能存储不到3分钟的视频节目。因此，只有经过有效压缩编码、适应网络带宽和存储空间要求的数字视频信号才更具有实际意义。而目前的大

3、多数视频压缩编码技术均为有损压缩，如何解决好压缩比与视频质量的矛盾是视频压缩编码技术发展的关键问题。从上个世纪80年代开始，ISO／IEC和ITU．T这两大组织就不断地推出一系列针对不同应用领域的数字视频编码标准，这其中包括ISO／IEC的MPEG系列和ITU．T的H．26x系列，图1．1是数字视频编码标准的发展过程Ⅲ。武汉理：【大学硕士学位论文lISO／IECMpEG．1～巾EG．4I198419881992199620002004图1．1视频编码标准的发展虽然不同的标准面向的应用以及编码的性能是不

4、同的，但是它们却具有基本相同的编码结构，如图1．2所示。兰圈竺兰困竺-酽晶2武汉理工大学硕士学位论文H．261公布于1990年，是第一个采用现代编码算法的通用视频编码标准，全称为P×64kbit／s视听业务的视频编解码(videocodecforaudiovisualservicesatpx64kbits)，它的输出码率是px64kbit／s，p=l～30，主要应用于综合业务数字网(ISDN)、异步传输网(ATM)等宽带信道的视频应用，不适合在公用交换电话网(PSTN)和移动通信网等带宽有限的网络上应

5、用。H．261只规定了编制视频码流的语法以及解码的方法，而对于编码中的许多关键问题没有做详细的规定，例如码率控制以及如何进行运动估计等等。这样做既保证了不同生产厂家的设备编码出来的码流完全兼容，同时也给各厂家发挥自己在关键技术上的优势留下了很大的空间。此种做法在之后的视频编码标准中一直被沿用。(至)MPEG．1MPEG．1，主要是为了视频存储媒体(如VCD)而制定的。该标准的主要目的是在l～1．5Mbit／s的情况下，提供30帧／秒的公共媒质格式(CIE352×288)家用视频制式(VHS)质量的图像

6、编解码。(亘)MPEG．2MPEG．2的目标是在3Mbpp35Mbps的传输速率下，提供高质量的多媒体信号，并提供质量、时间、空间上的可伸缩性。MPEG．2从编码到传输的体系十分完善，并且支持的码率范围大，应用领域十分广阔，涵盖了卫星广播服务、有线电视、有线广播、数字地面电视、电子影院、家庭影院、互动媒体、远程视频监控等方面。众人熟悉的DVD基于的就是MPEG．2标准。④H．263H．263也是ITU．T制定的低比特率视频信号压缩标准，可以应用于PSTN和移动通信网。它基于H．261建议而同H．261

7、相比又有许多新技术，目前在视频会议的编解码领域中占主导和支配地位。H．263标准的主要特点有：(a)图像格式覆盖范围更广，包括16CIF，4CIF，QCIF和sub．QIF格式；(b)采用不同的快组GOB的定义；(c)运动补偿精度提高到半像素，搜索范围为{．16，+15．5)个像素，而半像素精度通过简单的线性内插过程产生的；(d)对量化后的DCT系数进行编码时，在H．261中由二维VLC(RUN，LEVEL)力H上块结束标准来实现。在H．263中，量化系数采用三维VLC(LAST,RUN，LEVEL)

8、表示。其中LAST为一个比特，用来指示是否为最后一个非量化系数。3武汉理工大学硕士学位论文⑤H．264H．264是在H．263和H．263+发展起来的，一方面，H．264将H．263中的一些已经证明行之有效的可选模式作为H．264中的基本模式固定下来，例如先进的帧内编码模式和基于语法的算术编码模式等；另一方面，H．264又加入了一些新的研究成果，在系统结构、编码方法、变换、运动估计和运动补偿等方而提出了新概念。1．1．2实时DSP系统的构成及芯片选择视频