符合DCI规范的高清图像解码系统技术研究

论文摘要

随着人们需求的提升和多媒体技术的进步,电影产业逐步向数字化方向迈进。而传统的JPEG等压缩技术无法满足数字电影的要求。在这种背景下,新一代静止图象压缩标准JPEG2000便应运而生了。目前,基于JPEG2000技术的数字电影正蓬勃发展,对其研究有着深远的意义。论文首先对JPEG2000编解码算法原理进行深入研究,其基于小波变换、采用当前最新的嵌入式编码技术、获得更高压缩效果、生成的码流有较强的功能等特性,完全满足数字电影各项要求。JPEG2000基于小波编码的压缩方法更符合人类视觉对图像的再认知,能够对数字电影要求的大尺寸和高像素比特精度的图像进行有效的压缩。这些都特别适合电影对图像质量的要求。在与其它图像压缩原理比较的基础上,得出JPEG2000编解码算法更加适合在数字电影中得到应用,其性能在数字影院编解码领域表现优越的结论。在对JPEG2000原理分析基础上,针对目前数字电影技术国内外现状,设计与实现了一套符合DCI规范的JPEG2000高清图像解码系统。具体介绍了高清图像解码系统的硬件设计过程、软件设计过程。所设计的高清图像系统对JPEG2000编解码原理进行了实现,并且系统性能优越。实验结果表明,论文设计的高清图像系统符合DCI规范要求。系统不仅结构灵活,而且通过主机软件可以对JPEG2000解码参数进行灵活的配置,可以支持高达6级的9/7和5/3小波变换,支持有损和无损解码,支持多种码流速率控制算法以及多种渐进顺序,可以满足数字电影应用的需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电影的数字化
• 1.2 DCI（Digital Cinema Initiatives）规范简介
• 1.3 JPEG2000 概述
• 1.4 现有数字影院系统综述
• 1.5 现有高清图像解码系统设计方法综述
• 1.6 本文研究的意义和主要内容
• 1.7 论文结构
• 第2章 JPEG2000 图像数据编解码原理与算法研究
• 2.1 DC 电平位移
• 2.2 分量变换
• 2.2.1 可逆分量变换RCT
• 2.2.2 不可逆分量变换ICT
• 2.3 样本数据划分
• 2.3.1 参考网格上的图像区域
• 2.3.2 图像区域的填充块分割
• 2.3.3 对分辨率层次等级划分与子带分裂
• 2.3.4 对子带代码块的划分
• 2.4 小波变换
• 2.5 量化
• 2.5.1 不可逆过程
• 2.5.2 可逆过程
• 2.6 EBCOT 算法
• 2.6.1 质量与结构
• 2.6.2 位平面的编码过程
• 2.7 MQ 算术编码器
• 2.8 JPEG2000 性能分析
• 2.9 JPEG2000 与其它编码原理比较及结论
• 2.10 本章小结
• 第3章 符合DCI 规范高清图像解码系统硬件设计
• 3.1 DCI 规范中对数字影院系统的描述
• 3.2 高清图像解码系统指标分析与初步设计
• 3.3 高清图像解码系统硬件总体设计
• 3.3.1 各模块芯片的选择
• 3.3.2 高清图像解码系统的数据流程
• 3.3.3 高清图像解码系统的总体设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 符合DCI 规范高清图像解码系统软件设计
• 4.1 高清图像解码系统软件设计概述
• 4.2 解码系统驱动程序设计
• 4.2.1 解码系统驱动程序详细设计
• 4.2.2 ADV202 的初始化
• 4.2.3 驱动程序与应用程序通信方式
• 4.3 SDK 接口程序设计
• 4.3.1 SDK 基本原理
• 4.3.2 SDK 基本处理流程
• 4.3.3 SDK 基本功能模块
• 4.3.4 SDK 与上层图形控制界面
• 4.3.5 功能用例场景-顺序图
• 4.4 本章小结
• 第5章 解码系统软硬件平台简介与实验测试结果
• 5.1 解码系统软硬件平台介绍
• 5.2 数据传输性能的测试平台及结果
• 5.3 图像播放性能的测试平台及结果
• 5.4 影院系统的实际播放结果
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢