MPEG-4在TM1300上的实现与关键技术分析

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1、华中科技大学硕士学位论文testresultisalso1istedhereKeyWords：MPEG一4，TMl300，MotionEstimation，DCT，Quantization，EarlyDetectionofAll-ZeroCoefficientsBlock，RateControlIII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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明

2、确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：葛囊7钍日期：弦。f年牛月；o日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本授权书。本论文属于，不保密可。(请在以上方框内打“4”)学位论文作者签名：荔免难日期：为o，年够月如日华

3、中科技大学硕士学位论文1绪论随着信息技术的发展和社会的进步，人类对信息的需求越来越丰富，人们希望可以方便、快捷地通过文本、语音、图像、视频等多种方式进行通信，其中，采用视频方式进行交流具有更加诱人的前景。科学家的研究和统计【1l表明，人们在日常生活中至少有60％的信息是通过视觉获得的，即图像和视频传递着人们日常交流过程中的大部分有效内容。视频压缩技术作为视频业务的核心，其重要性勿庸置疑，视频压缩技术的发展在很大程度上影响着视频业务的应用模式和发展方向。本章首先阐述了MPEG-4视频编码标准的发展，以及视频压缩技术的应用现状和发

4、展前景，然后介绍了本文的研究内容和意义，并给出了各章节的内容安排。1．1MPEG视频标准的历史和发展数字化后图像和视频的数据量非常巨大，例如数字电视中NTSC制式的彩色CIF图像，以4：4：4进行亮度和色度的采样，每秒数据量达到7,6M字节，～张650MB的CD-ROM只能存储1．42分钟的节目。由此可见，视频技术的首要任务是降低数字化视频的数据量，其核心技术就是视频压缩技术。视频压缩技术是针对运动图像在时域和空域上的数据冗余，通过某种算法来有效压缩视频数据的技术。近年来视频压缩技术有了很大的发展，而且制定了很多国际标准。例如

5、，CCITT(国际电报电话咨询委员会，1993年已并入国际电信联盟)制定的H．261[2]和H．263[3】标准，以及由著名的MPEG(MovingPictureExpertsGroup，运动图像专家组)制定的MPEG系列标准【41，还有我国AVS工作组(数字音视频编解码技术标准工作组)正在制定的AVS标准嘲等。其中MPEG系列的视频标准得到了较为广泛的应用，本课题也主要针对MPEG-4标准进行研究。MPEG是在ISO领导下的针对活动图像数据压缩的专家小组，致力于活动图像华中科技大学硕士学位论文数据压缩的研究。MPEG系列标准

6、是国际化的开放标准，兼容性好，它综合了学术界和产业界的最新研究成果，并做了大量的测试工作，可以说是代表了当前的最新技术及其发展趋势。1．1．1MPEG-11993年制定的MPEG．1标准嘲是针对1．5Mb／s速率的数字存储媒体运动图像及其伴音编码制定的国际标准，该标准的制定使得基于CD．ROM的数字视频(即VCD)以及MP3等产品成为可能。MPEG．1的带宽最多为1．5Mb／s，其中1．1Mb／s用于视频，128Kb／s用于音频，其余的带宽用于MPEG系统本身。MPEG-1旨在达到VR(VideoRecording)质量，它对

7、色差分量进行4：1：1采样，视频压缩率为26：1。MPEG-1现已成为常规视频标准的一个子集，该子集称为CBP(CodedBlockPattern)流。为了追求更高的压缩效率，去除图像序列的时间冗余度，同时满足多媒体等应用所必须的随机存取要求，MPEG．1视频把图像编码分成I帧、P帧、B帧、D帧共四种类型。I帧为帧内编码帧，编码时采用类似JPEG的帧内DCT编码，编码效率是最低的。P帧为预测编码帧，采用前向运动补偿预测和误差的DCT编码，由其前亟的I帧或P帧进行预测。B帧为双向预测编码帧，采用双向运动步长预测和误差的DCT编码

8、，由前面和后面的I帧或P帧进行预测，因此B帧的压缩效率也是最高的。另外，D帧是直流编码帧，它只包含每个宏块的直流分量。MPEG．1采用运动补偿去除图像序列时间轴上的冗余度，使得P帧和B帧的压缩效率比I帧要高很多。1．1．2MPEG-21995年推出的MPEG．2标准【刀在MP