MPEG-2可变码率编码复用码率控制算法研究

论文摘要

伴随科学技术的发展,“数字化”席卷全球。由于数字电视具有不可比拟的优越性,广播电视从模拟向数字全面转变已经成为不可抗拒的发展潮流。众所周知,MPEG-2 标准在数字电视信源编码和信道传送标准中早已占据了主导地位,然而由于人们对节目、业务和各种增值服务的需求始终在增长,因此如何利用技术更好地提高传输效率和图像质量成为具有价值和吸引力的研究课题。在数字电视系统中,MPEG-2 编码复用器是系统传输的核心环节,所有的节目、数据以及各种增值服务都是通过复用打包成传输流传输出去的。目前,只有国外少数公司掌握复用器的核心算法技术,能够采用MPEG2 可变码率统计复用方法提高带宽利用率,保证高质量图像传输,但进口设备价格极其昂贵;由于目前正处广播电视全面向数字化过渡期间,市场潜力巨大,因此对复用器的研究开发非常重要。本文主要针对MPEG-2 复用器开展研究。本论文首先通过对MPEG2 标准系统层关键语法的分析,总结出了实现复用器的基本步骤和原理,以及实现复用器的重点和难点,其中包括PSI 表（PAT 表、PMT 表、CAT 表、NIT 表）信息提取和重构,PCR 调整等。针对这几种复用器关键技术在分析的基础上提出了相应的解决方案。本论文重点放在对MPEG-2 可变码率编码复用码率控制算法的研究上,它是解决多节目、多业务复用共享数据带宽,提高网络的传输带宽利用率,同时保证高质量图像画面传输的核心问题。人们对统计复用算法的研究有很多,本文在充分分析现有统计复用方法的基础上,引入了超帧联合码率控制策略,并提出了图像质量优先级可调的码率控制算法,该算法可灵活调整复用节目图像优先级,有效提高图像质量和数据带宽利用率。本文对此算法进行了仿真实验,通过仿真结果证明该算法是可行的。最后,本论文提出了一种复用器实现方案的新思路,在设计中吸收了现在先进CPU 的设计方法,通过对TS 流整个处理过程的分析和归纳,提出了TS 处理的“模块化、流水线处理”的设计概念。

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 数字电视发展的现状与趋势
• 1.2 数字电视系统组成
• 1.3 本课题的研究内容
• 第二章 MPEG-2复用器的原理
• 2.1 MPEG-2标准概述
• 2.2 MPEG-2系统层句法结构
• 2.3 复用器的工作流程
• 第三章 复用器需要研究的关键问题
• 3.1 PSI信息处理及重构
• 3.2 PCR处理技术
• 3.2.1 PCR定义
• 3.2.2 同步机理
• 3.2.3 复用对PCR、DTS和PTS的影响
• 3.2.4 PCR的修正调整
• 第四章 VBR编码复用码率控制算法研究
• 4.1 背景
• 4.2 几种典型的统计复用算法
• 4.2.1 帧平移法统计复用
• 4.2.2 基于slice 互相关统计复用
• 4.2.3 超帧联合码率控制
• 4.3 图像质量优先级可调码率控制
• 4.3.1 预测模块
• 4.3.2 带宽比例分配模块
• 4.3.3 TM5控制算法
• 4.4 仿真实验
• 4.5 结论
• 第五章 TS流复用器的设计思路
• 5.1 设计目标
• 5.2 设计思路
• 5.3 各个模块的设计
• 5.3.1 ASI输入模块的设计
• 5.3.2 TS预处理模块的设计
• 5.3.3 主控模块的设计
• 5.3.4 TS复用码率控制模块的设计
• 5.3.5 PCR调整模块的设计
• 5.3.6 ASI输出模块的设计
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢和声明
• 个人简历及在学期间的研究成果及发表的学术论文