H.264编码器在DM642上的优化与其网络接口的实现

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1、南京邮电大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电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作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：立d墼日期：型南京邮电大学学位论文使用授权声明南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制

2、手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权南京邮电大学研究生部办理。研究生签名：导师签名：日期：z一，7．f陟南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章引言随着信息技术的迅猛发展，从简单的文字交流到形象化的图像通信，从单一的语音通信到复杂的多媒体通信，人们进行沟通的方式与内容越来越多样化。其中以视频为主要内容的多媒体通信的出现，是21世纪通信技术发展的标志和重要方向。多媒体技术利用数字编码的方式来描

3、述和表达图像、声音等各种媒体信息，其中图像信息占据着尤为重要的位置。实验表明，人类超过80％的信息都是通过眼睛获得的。然而，图像文件的数据量非常庞大，例如，数字电视图像中的SIF格式、NTSC制式、彩色、4：4：4采样的视频，每帧的数据量为2028Kb，每秒的数据流量可达60．8Mb，CCIR格式、PAL制式、彩色、4：4：4采样的视频，数据流量每秒可达148．8Mb。如此巨大的数据量对图像信息的存储与传输造成了巨大的困难。因而，图像的压缩编码技术应运而生。作为多媒体技术中的核心技术，图像的压缩编码技术有很多国际标准，其

4、中最为著名的是ITU-T的H系列。本文采用的就是H系列中最新的H．264标准。图像压缩编码从本质上来说也是数字信号处理，而DSPs(数字信号处理器)有着比通用微处理器更适合数字信号处理的优点。如：采用改进的哈佛总线结构，内部有硬件乘法器、累加器，使用流水线结构，具有良好的并行特性，并有专门设计的适合信号处理的指令系统等。本文采用了TI公司的TMS320DM642数字信号处理芯片，实现并优化了n．264标准。1．1视频压缩技术简介视频信号可以压缩的主要根据为：一、视频信号上存在大量的冗余度并且这种冗余度在编解码后可以无失真

5、地恢复；二、可以利用人的视觉特性，在图像变化不被觉察的条件下减少量化信号的灰度级，以一定的客观失真换取数据压缩。从信息论观点来看，视频作为一个信源，描述信源的数据是信源熵和信息冗余量之和。数据压缩实质上就是减少信息冗余。多媒体视频信号的冗余度存在于结构和统计两方面。统计冗余就是在视频信号中，各符号出现概率不等造成的冗余。结构上的冗余度表现为很强的空间(帧内)、和时间(帧间)相关性。一般情况下画面的大部分区域信号变化缓慢，尤其是背景部分几乎不变。因此，视频信号在相邻像素间、相邻行间、相邻帧问存在强相关性，这种相关性就表现为

6、空间冗余和．1．南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章71言时间冗余。人眼对图像的细节分辨率、运动分辨率和对比度分辨率的感觉都有一定的界限。致使对图像处理时引入的失真不易察觉，仍会认为图像是完好的或足够好的。因此可以在满足对图像质量一定的要求的前提下，可以减少表示信号的精度，实现数据压缩。视频压缩编码系统的基本结构如图1．1所示。信源模型量化参数性参数统计特性信道lr—JL——1{噪声j解码器l视频压缩编码系统根据采用的信源模型的不同，视频编码可以分为两大类：基于波形的编码与基于内容的编码。它们采用不同的压缩方法，得到相应

7、的量化前参数：再对这些参数进行量化：最后，进行无损的熵编码进一步压缩码率。解码则为编码的逆过程。基于波形的编码是现在广泛采用的视频压缩技术，它是综合了基于块的预测编码与变换编码的混合编码方法。这种编码方法易于操作，是各个视频国际标准普遍采用的方法。基于内容的编码方法对图像的分割不是基于块，而是基于物体区域。在某些特定的场合(如人脸场景)，在加入基于知识、基于模型、基于语意的预编码技术之后，基于内容的编码技术可以获得很高的效率。1．2数字信号处理技术的发展在DSPs(数字信号处理器)出现之前，数字信号处理的工作一般是在通用

8、处理器(8086和80286等)中完成的，随着集成电路工艺的不断提高，20世纪70年代末出现了专门的可编程数字信号处理器，简称DSPs。第一代的DSPs以AMD2900、NEC7720以及TMS32010为代表。由于开发工具的不成熟，最初的DSPs的丌发工作极其困难。TI公司为DSPs引入了．2．南京邮电大学硕士研究