H.264视频编码算法在DM6446上的研究与实现

论文摘要

近年来,嵌入式视频监控的广泛普及对社会各行各业的安全防范起到了不可或缺的作用。随着对监控需求的增加,有线嵌入式监控系统布控范围受到局限,不能满足特殊监控场合的弊病也暴露了出来。这主要是因为,传统视频监控数据量过大,不适宜在无线网络中传输。在目前国内3G网络成熟运营的市场条件下,利用无线网络传送视频数据已经成为了可能。本文在DM6446芯片上建立了H.264/AVC实时视频编码器。该视频编码器针对3G网络环境下数据传输的特点,充分利用了H.264/AVC视频编码标准对视频数据的高压缩率和容错机制,使采集到的视频数据经过编码后能够在数据量大小和健壮性方面适应在WCDMA网络中传输,并能够得到较为稳定清晰的解码画面。本文的主要工作内容如下：首先,本文简要的介绍了视频编码技术的发展。着重介绍了H.264视频编码标准以及国内外的研究动态。为了达到高压缩效率,H.264编码标准中应用了大量复杂度极高的编码算法,这些算法限制了视频数据的编码效率。根据前面的研究,我们人为设定H.264算法标准中的编码参数,这样可以加快视频编码的速度。又根据无线信道的特点,选择了H.264中一些重要的容错机制,来保证视频数据在网络中传输的鲁棒性。最后我们根据DaVinci平台视频编解码引擎的工作原理将配置好的H.264视频编码器建立在DM6446芯片上,编码器能够达到实时编码,并能够得到较为清晰的画面。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 本文提出的背景与意义
• 1.2 视频压缩编码技术的发展简介
• 1.2.1 H.261标准
• 1.2.2 MPEG-1标准
• 1.2.3 MPEG-2标准
• 1.2.4 H.263标准
• 1.2.5 MPEG-4标准
• 1.2.6 H.264/AVC标准
• 1.2.7 AVS标准
• 1.3 H.264/AVC视频压缩编码标准未来应用展望
• 1.4 H.264/AVC标准国内外研究成果简介
• 1.4.1 国外研究成果简介
• 1.4.2 国内研究成果简介
• 1.5 本文的创新点
• 1.6 论文章节安排
• 第2章 H.264/AVC视频压缩编码技术简析
• 2.1 H.264/AVC视频编码简介
• 2.1.1 H.264的档次与级
• 2.1.2 H.264支持的视频格式
• 2.1.3 H.264图像帧的结构
• 2.1.4 H.264的分层编码结构
• 2.2 VCL层编码技术简介
• 2.2.1 帧内编码
• 2.2.2 帧间预测
• 2.2.3 DCT整数变换
• 2.2.4 去块效应滤波器
• 2.2.5 熵编码
• 2.3 NAL层编码技术简介
• 2.3.1 NAL单元结构
• 2.3.2 RBSP单元结构
• 2.3.3 VCL编码后数据打包成NALU的步骤
• 2.3.4 NAL单元传输顺序
• 2.3.5 NALU的分割与合并
• 2.3.6 NALU数据在H.264中的分层传输结构
• 2.4 本章总结
• 第3章 H.264/AVC视频编码标准在3G信道中的应用
• 3.1 3G网络环境简介
• 3.2 视频数据包在WCDMA网络中的传输
• 3.3 无线信道反馈指标
• 3.3.1 RTP分组丢包率的计算
• 3.3.2 UDP包平均延迟的计算
• 3.4 H.264标准中的码率控制技术
• 3.5 影响码率的参数
• 3.5.1 量化参数
• 3.5.2 GOP分配
• 3.5.3 跳帧机制
• 3.6 抗误码技术
• 3.6.1 参数集
• 3.6.2 Intra编码宏块随机刷新方法
• 3.6.3 灵活宏块顺序策略
• 3.7 本章总结
• 第4章 H.264标准视频编码在DM6446上的实现
• 4.1 TMS320DM6446简介
• 4.1.1 DM6446硬件简介
• 4.1.2 DaVinci的双核通信机制
• 4.2 DaVinci的软件开发
• 4.2.1 DaVinci的软件开发的工具
• 4.2.2 DaVinci的软件开发步骤
• 4.3 H.264标准的视频编码的移植
• 4.3.1 x264编码结构
• 4.3.2 x264算法的剪切与移植
• 4.4 Codec Engine的建立
• 4.4.1 Codec Engine和Codec Server的工作原理
• 4.4.2 Codec Engine的建立方法
• 4.4.3 Codec Server建立方法
• 4.5 应用程序对Codec Engine的调用
• 4.6 视频图像效果图
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参与的项目与发表的学术论文