MPEG-2视频编解码系统的硬件设计与实现

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1、摘要随着集成电路工艺技术的发展，FPGA和专用集成电路(ASIC)越来越多地应用到通信、图像处理和视频处理等领域。FPGA逐渐向大容量高速度方向发展，在逻辑密度、性能和功能上有了极大的提高。由于ASIC的集成度越来越高，以及片上系统(SOC)设计方法的迅速发展，使得许多以前无法在硬件上实现的算法现在很容易实现。本文首先介绍视频压缩编码发展的概况：然后介绍基于变换编码的视频压缩方法，并简要阐述MPEG一2标准的内容；随后给出了一利，基于专用芯片的MPEG．2视频压缩编解码器硬件实现方法。另外，针对视频在不可靠网络中的传输问题，提出了一种

2、基于MPEG．2视频传输中的信道纠错编解码方案并给出了具体的FPGA硬件实现方法。关键字：硬件实现视频压缩MPEG．2纠错编码FPGAAbstractWiththedevelopmentofintegratedcircuit，FPGAandASIChavebeenwidelyusedinmanyfieldssuchastelecommunication，imageprocessing，vediocompressionandSOon．FPGAisdevelopinginlarge—contentandhigh—speedwithimpr

3、ovementinlogic-density，capabilityandfunctionNow,theincreaseofcomplicationinstructureandfast-breakingofSOCdesignmethodmakesomearithmeticeasytorealizationinhardware．Thesurveyofvidiocompressedcodingisintroducedinthispaperatfirst．Thenthevidiocompressedmethodbasedontransform

4、codingandthecontentofMPEG一2standardarepresented．ThehardwarerealizationmethodofMPEG一2vidiocompresseddecoderisgivenindetail．Atlast，aimatthevidiotransmissionprobleminuncertaintynetwork，aschemeofchannelerrorcorrectioncoding／decodingbasedonMPEG-2vidiotransmissionanditsFPGAha

5、rdwarerealizationareproposed．Keywords：hardwarerealization，videocompression，MPEG-2，errorcorrectioncoding，FPGA创新性声明Yr8弓88l本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明

6、确的说明并表示了谢意。本人签名叠塑蛙日期：罩型垒，￡：!关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后遵守此规定)本人签名导师签名4亟投嗍巡毕鹏嘲叫第一章绪论§1．1图像压缩编码技术的发展历史与现状在许多工程应用领域，都会遇到需要对大量图像数据进行传输与存储的问题。例如，在传输方面：数字电视、遥感照片、由雷达、飞机等提供的军事侦察图像、可视电话、会议

7、电视和传真照片等；在存储方面：教育、商业、管理等领域的图文资料、CT机、x射线机等设备的医用图像、天气云图等等，几乎涉及各个行业。为了利用有限的存储容量存储更多的图片，或者为了在最短的时间内传递尽可能多的图片，亦或是为了在有限的带宽条件下传输尽可能多的活动图像，就要研究怎样才能最大限度的压缩图像数据，并且保证压缩后的重建图像能够被用户所接受，这就是图像编码所要解决的问题。1948年提出电视信号数字化后，就开始了对图像压缩编码技术的研究工作，至今已有50多年的历史。50和60年代，限于客观条件，仅对帧内预测法和亚取样内插复原法进行研究。

8、1966年J．B．O'Neal对比分析了DPCM与PCM并提出了用于电视的试验数据。1969年进行了线性预测编码的实际试验。1969年举行首届图像编码会议(PictureCodingSymposium)。70年代开始进行