基于MP3和运动JPEG的音视频压缩算法和同步方法研究

论文摘要

MP3播放器具有体积小,音质好,省电,可便携性强等优点,但无法实现视频图像的播放。本文研究的目的是将简单的MP3压缩算法与视频图像压缩算法JPEG相结合,实现图像清晰,算法简单的视频小电影播放。首先,本文对目前音视频技术的发展作了一个简单的回顾,指明了用MP3和运动JPEG来实现视频MP3的可行性。分析了MP3和JPEG的原理和特点,分别研究了MP3和JPEG的解码算法,并将这两种算法在PC上进行实现和仿真,再将此算法转换成DSP代码,使得在DSP平台上快速实现。其次,针对片源JPEG图像尺寸的不一致性,本文对各种缩放算法进行比较和研究,给出了三种缩放算法实现的结果,在图像质量和计算量的平衡上作出了合适的选择。本文对MP3和运动JPEG组成方式进行了研究和实现,定义了imv文件的格式。紧接着,根据JPEG的原理,以及每一帧JPEG都有N个块的特点,提出了JPEG解码块流(block stream)的概念。将两种算法合成到一起,将MP3帧和JPEG块交叉解码,通过解码次序的精确确定,运动JPEG能够很好的实现音视频的同步。在解码过程中,通过帧号的对应和解码数据的丢弃实现快进快退和快进快退后重新播放的同步。最后,本文给出了DSP的仿真结果,并根据指令报告给出的结果对MIPS消耗大的部分进行了优化,并对以后进一步优化指明了方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 相关技术的国内外研究现状
• 1.2.1 音视频技术的国内外研究现状
• 1.2.2 MP3技术
• 1.2.3 JPEG技术的国内外研究现状
• 1.3 本论文所做的主要工作
• 1.4 本论文所做工作的价值
• 2 MP3解码算法原理和文件格式
• 2.1 MP3算法原理
• 2.1.1 MPEG—1音频标准的特点
• 2.1.2 MPEG—1层3（Layer 3）音频标准的基本原理
• 2.1.3 MPEG—1层3（Layer 3）声音的一些性能指标
• 2.1.4 MP3解码步骤
• 2.2 MP3文件格式
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 整个MP3文件结构
• 2.2.3 MP3的帧格式
• 3 JPEG解码算法和格式
• 3.1 JPEG解码算法
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 JPEG算法的主要计算步骤
• 3.2 JPEG格式
• 3.3 JPEG的缩放（resize）算法
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 缩放的理论基础
• 3.3.3 图像在屏上显示的问题
• 3.3.4 抽点法的实现和优劣
• 3.3.5 平均法的实现和优劣
• 3.3.6 三种方法分别进行缩放（resize）的实现效果比较
• 3.3.7 小结
• 4 imv格式和生成方法
• 4.1 运动JPEG视频压缩标准
• 4.2 imv文件格式
• 4.3 imv文件的生成流程
• 5 视频MP3同步方法及实现
• 5.1 概述
• 5.2 音视频同步的原理与方法
• 5.3 音视频同步的实现
• 5.3.1 imv文件的生成
• 5.3.2 imv文件的播放
• 5.3.3 小电影快进快退的同步
• 5.3.4 小结
• 6 硬件平台和仿真结果
• 6.1 硬件平台
• 6.2 仿真
• 6.2.1 仿真环境
• 6.2.2 MP3仿真结果
• 6.2.3 JPEG仿真结果
• 6.2.4 MP3和运动JPEG仿真结果
• 6.2.5 MP3和运动JPEG代码优化
• 6.2.6 MP3和运动JPEG仿真结果分析
• 7 总结
• 7.1 结论
• 7.2 问题不足和改进方向
• 致谢
• 参考文献