AVS视频编码器在DSP上的实现与优化

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，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．．鑫鲞盘堂或其他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作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者躲般眷签字蹶1年6月5日f学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解墨鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查

2、阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)签字=：：算签字蹶1年6月5日∥彳吖汞、o痧穴．铄扩签：师期导日字签第一章绪论1．1引言当今社会是一个信息化的社会，信息化的一个重要特征是多媒体技术的广泛应用，视频信息是多媒体信息中的重要组成部分，视觉信息占人们从外界获取信息的百分之七十，它的特点是直观、生动、高效、应用广、容量大。视频信息的表示形式是视频信号，通常为视频的电信号，它通过网络传送至终端，并在屏幕上显示。数字化后的视频信号信息量大，传输网络所需要的带宽相对较宽，因此需要在传送前

3、对视频信息进行压缩编码，然后通过网络进行传送，以便节省带宽和存储空间。视频压缩就是在保证图像质量的前提下，尽可能的去掉图像中的冗余信息，用尽量少的数据来表示图像，方便图像的存储和传输。视频序列本身存在的高度的信息冗余，主要表现在以下几个方面【1】：·空间上的冗余：在视频序列中，同一行中相邻两像素或相邻两行间像素之间存在很大的相关性，例如电视画面的相邻像素间的相关系数可达到0．9以上。·时间上的冗余：视频序列的前后帧之间也存在着强相关性，特别是运动较慢的图像，如会议电视和可视电话的图像，一般连续几帧无大的变化。●信号统计上的冗余：来源于被编码信

4、号概率密度的分布不均。根据信息论，使用相同的码长来表示不同概率出现的符号会造成比特数的浪费。充分利用人眼的视觉特点是实现视频压缩的一个重要途径。人眼对于图像的细节、运动和灰度的分辨率有限，将图像的失真度控制在人眼可接受的范围之内，也可以实现视频压缩。图像编码有多种编码技术，其中预测编码、变换编码和熵编码结合构成的“混合型”编码已成为运动图像编码方案的主流类型。预测编码是利用图像信号在局部空间和时间范围内的高度相关性，以邻近像素值作为参考，预测当前像素值，然后量化、编码预测误差。与运动估计技术结合的运动补偿帧间预测是目前视频压缩编码中去除信号时

5、间冗余最常用和最有效的方法。变换编码先将一组像素值经过某种形式的正交变换转换成一组变换系数，然后对各变换系数进行不同精度的量化、编码、传输。离散余弦变换(DiscreteCosineTransform，DCT)是一种常用的正交变换方法，已被多种静止和运动图像编码的国际标准所采用。熵编码的作用在于消除最终被编码符号所含的统计冗余度，常用的熵编码有Huffman第一章绪论编码和算术编码。1．2数字视频技术的发展及现状【2】数字视频技术广泛应用于通信、计算机、广播电视等领域，带来了会议电视、可视电话及数字电视、媒体存储等一系列应用，促使了许多视频编

6、码标准的产生。国际电信联盟(InternationalTelecommtmicatiOilUnion．TelecommunicationStandardizationSector,ITU．T)与国际标准化组织／国际电工委员会(InternationalOrganizationforStandardization／InternationalElectrotechnicalCommission，ISO／IEC)是制定视频编码标准的两大组织，ITU．T的标准包括H．261、H．263、H．264，主要应用于实时视频通信领域，如会议电视；MPEG系列

7、标准是由ISO／IEC制定的，主要应用于视频存储(DVD)、广播电视、因特网或无线网上的流媒体等。两个组织也共同制定了一些标准，H．263标准等同于MPEG．2的视频编码标准，而最新的H．264标准则被纳入MPEG-4的第10部分。AVS(信息技术先进音视频编码)是我国数字音视频编解码技术标准工作组(简称AVS工作组)制定的具有自主知识产权的数字音视频编解码技术标准。下面将简单介绍常用的MPEG．2标准，H．264标准及我国自主制定的AVS标准。1．2．1MPEG．2标准MPEG．2制定于1994年，设计目标是支持码率为4--8Mb／s的标准

8、清晰度电视(StandardDefinitionTelevision,SDTV)系统和码率为10～15Mb／s的高清晰度电视(HighDefinitionTelev