基于Intel IPP的MPEG-2编码技术研究及实现

论文摘要

随着科学技术的进步,特别是计算机技术、数据编码与压缩技术、数字调制技术和超大规模集成电路技术的发展,全球迎来了电子信息产业数字化的新时代。在广播电视领域,自美国在2006年宣布全部废除模拟制式电视广播和接收系统以来,广播电视领域的数字化浪潮以不可阻挡之势向前推进,世界各发达国家纷纷加入开发数字式广播电视系统和设备的行列。MPEG-2编码器就是电视信号信源编码数字化的关键设备之一,其性能直接关系到数字电视节目的质量。早期的MPEG-2编码器,是基于FPGA或VLSI的专用硬件编码器。普通PC机上对视/音频数据的编码也依靠GPU（图形处理设备）和专用音频处理芯片。这些硬件编码器编码质量和编码效率高,但是价格昂贵且不能复用。近年来,随着Intel? X86系列通用CPU性能的不断提高,处理能力的不断增强和引入针对多媒体数据流的SSE并行计算技术,使得开发基于该系列CPU的高编码质量、高编码效率的MPEG-2软编码器成为可能。而英特尔公司提供的Intel?集成性能基元（Intel? IPP）是一款支持多核CPU的扩展函数库,其中包含众多针对多媒体、数据处理和通信应用高度优化的软件函数,简化了编码器的开发过程,降低了开发难度。本文主要叙述了基于Intel? IPP的MPEG-2的编码系统方案和该编码系统的实现,并围绕MPEG-2编码系统本文完成如下内容:1.对图像压缩编码的理论进行较为详细的叙述。2.对MPEG-2算法,包括系统层、视频层和音频层,进行阐述。3.给出一个基于Intel? IPP的MPEG-2的编码系统方案,其中包括视频编码、音频编码和单节目传输流打包。4.给出一个基于Intel? IPP的MPEG-2视频编码、MPEG-1 LayerII音频编码的和单节目传输流合成的具体实现,并对实际系统及进行测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究主题的背景和意义
• 1.2 国内外研究概况及动态
• 1.3 论文需要解决的问题
• 1.4 论文结构
• 第二章 系统设计方案
• 2.1 MPEG-2 系统
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 传输流（TS）
• 2.2 MPEG-2 视频
• 2.2.1 利用图像信号的统计特性进行压缩
• 2.2.2 利用人眼的视觉特性进行压缩
• 2.2.3 MPEG-2 视频编码方式
• 2.2.4 MPEG-2 视频流层结构
• 2.2.5 MPEG-2 帧间编码结构
• 2.2.6 MPEG-2 的型级概念
• 2.3 MPEG-1 音频
• 2.3.1 掩蔽效应
• 2.3.2 声音编码
• 2.3.3 声音的性能
• 2.3.4 子带编码
• 2.3.5 MPEG-1 音频编码层
• 2.4 系统需求
• 2.5 系统设计的方法
• 2.5.1 面向对象设计概念
• 2.5.2 UML 模型设计
• 2.6 系统设计
• 2.6.1 系统平台
• 2.6.2 Microsoft Directshow
• 2.6.3 Intel Integrated Performance Primitives
• 2.6.4 系统总体结构设计
• 2.6.5 系统模块功能设计
• 2.6.5.1 视频编码
• 2.6.5.2 音频编码
• 2.6.5.3 音视频合成
• 2.6.5.4 DirectShow 封装
• 2.7 本章小结
• 第三章 系统实现
• 3.1 视频编码
• 3.1.1 YUV 数据色度格式转换
• 3.1.2 多线程优化MPEG-2 视频编码器
• 3.1.2.1 GSMPEG2 Encoder MPEG-2 视频编码器
• 3.1.2.2 对编码器的多线程优化
• 3.1.3 封装编码器为DirectShow Filter
• 3.2 音频编码
• 3.3 音视频合成
• 3.3.1 缓存ES 流数据
• 3.3.2 PCR 的处理
• 3.3.3 合成SPTS 流
• 3.3.4 封装SPTS Muxer 为Directshow Mux Filter
• 第四章 实际系统测试结果
• 4.1 测试方法
• 4.2 测试分析
• 第五章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果