适于网络摄像终端的图像编解码算法的研究与实现硕士学位论文.docx

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适于网络摄像终端的图像编解码算法的研究与实现硕士学位论文

适于网络摄像终端的图像编解码算法的研究与实现

摘要

近几年来，随着技术的快速发展，基于无线或Internet的网络摄像机得到越来越广泛的应用。

网络摄像机的核心是视频的压缩编码。

视频信号量化后产生海量数据，要在网络上传输必须对数字视频进行压缩。

视频图像的编解码在数字视频处理、传输、存储中占着十分重要的地位。

H.264是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（运动图像专家组）提出的最新视频标准。

与现有的视频标准相比，H.264编码器能在保持相同图像质量的情况下，节约50%的码率。

由于其良好的压缩效率和网络适应性，H.264将在视频电话、数字电视广播、视频流媒体服务、压缩视频存储等领域得到广泛的应用。

另一方面，DSP技术得到迅猛发展，TI公司生产的高性能通用多媒体数字信号处理器DM642，具有很强的计算能力，是实现H.264编解码的理想平台。

本文对H.264标准进行了系统分析，并与MPEG-4和我国自主开发的音视频标准AVS进行了对比，可以看出H.264编码性能的优越。

对于整数变换算法，改变其变换核，仿真得到，该整数变换模块的编码效率比原来有所提高。

在现有的帧内预测技术的研究成果基础上，采用基于灰度直方图的快速帧内预测模式判决算法。

在帧内编码模式中，利用宏块自身的纹理特点来判断宏块应该采用的帧内编码模式，从中得到该宏块的最佳编码模式，降低了原有标准算法中穷举式算法的复杂性。

结合DM642芯片结构与H.264编码器特点，完成了算法级、项目级优化和编程模式的优化。

实验结果显示，优化后的编码器具有良好的性能，达到嵌入式实时要求。

关键词　H.264；整数变换；帧内预测；优化

ResearchandImplementationofImageCODECAlgorithmforNetworkVideoTerminal

Abstract

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentoftechnology,IPcamerasbasedonwirelessorInternetaremoreandmorewidelyapplied.ThecoreofIPCameraisvideocompressionandcoding.Videosignalsgeneratehugeamountsofdataafterquantization,anddigitalvideomustbecompressedinnetworktransmission.Videoimagescodecplaysaveryimportantstatusindigitalvideoprocessing,transmissionandstorage.

H.264isthelatestvideostandardproposedbyVCEG（VideoCodingExpertsGroup）ofITU-TandMPEG（MovingPictureExpertsGroup）ofISO/IEC.H.264encodercansave50percentcoderatecomparedtopresentvideostandards,maintainingatsameimagequality.Becauseofitsgoodcompressionefficiencyandnetworkadaptation,H.264willbeappliedinawiderangeofarea,suchasvideophone,digitalTVbroadcasting,videostreamingmediaservicesandcompressedvideoetc.Ontheotherhand,digitalsignalprocessingtechnologyrapidlydevelops.Andhigh-performancegeneral-purposemultimediadigitalsignalprocessorDM642,manufacturedbyTexasInstrument,istheidealplatformtoimplementH.264encoderanddecoderbecauseofitspowerfulperformance.

ThisthesissystematicallyintroducedH.264standardwhichhadsuperiorperformancecomparedwithMPEG-4andvideostandardAVSofourcountry.Forintegertransform,thecoreoftransformwasmodified.Simulationshowedthatthenewintegertransformmoduleimprovedthecodingratethan.Thispaperpresentedthefastalgorithmbasedonhistogram,referencingthesearchresultsofintra-predictiontechniques.Inframecodemode,macro-blocktexturecharacteristicsoftheirowndeterminesintra-predictiondecisionmode,andthenwecangetthebestmacro-blockcodingmode,reducingtheexhaustivealgorithmcomplexityoftheoriginalstandardalgorithm.

CombiningDM642chipstructurewithH.264encodercharacteristics,thispapercompletedalgorithm-level,project-leveloptimizationandprogrammingmodeoptimization..Theexperimentalresultsshowedthattheoptimizedencoderhadagoodperformance,metrequirementsofembeddedreal-timeencoding.

KeywordsH.264,Integertransform,Intra-prediction,Optimization

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

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学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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年月日

学位论文版权使用授权书

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状