H.264编码技术在视频监控系统中的研究与应用

H.264编码技术在视频监控系统中的研究与应用

论文摘要

视频监控系统是一个综合系统,它涉及多媒体信息、网络通信、计算机交互等多方面技术。因为其直观性、实时性、可靠性等优点,视频监控系统已经在工业、国防、交通和住宅等许多场合得到了广泛应用。随着视频编解码技术、嵌入式操作系统和网络技术的迅猛发展,视频监控系统正朝着数字化、网络化、智能化的方向发展。本文给出了视频监控系统的总体结构,着重阐述了前端监视系统和监控中心系统。论文对H.264数字视频压缩编码标准进行了分析,然后重点研究H.264标准的新技术特性和关键核心技术,主要是运动估计、运动补偿部分以及DCT变化等。另外,对H.264编码流程进行了分析,并结合DSP软件开发的特点,将H.264移植到以TMS320DM642为核心的硬件处理平台上,并且从项目级、C语言级、汇编级等多个层次上对系统进行了优化,最终使移植到DSP平台上的H.264编码器达到了实时编码的要求。最后,完成了监控中心的软件结构设计和主要接口界面设计。针对该软件核心模块视频解码模块,提出了改进的错误隐藏机制,从而克服H.264在解码错误码流时候的一些缺陷,使得H.264具有更好的网络自适应性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 视频监控系统简介
  • 1.3 视频压缩编码技术简介
  • 1.4 论文的主要内容和安排
  • 第2章 H.264视频压缩编码标准
  • 2.1 H.264 的档次与级
  • 2.2 H.264 的分层结构
  • 2.3 H.264 编码器
  • 2.3.1 H.264 的编码器构架
  • 2.3.2 H.264 编码流程
  • 2.4 H.264 解码器
  • 2.5 本章小节
  • 第3章 H.264的核心技术
  • 3.1 H.264 的新技术特性
  • 3.2 帧内预测
  • 3.3 帧间预测
  • 3.3.1 树状结构运动补偿
  • 3.3.2 运动矢量
  • 3.3.3 运动估计
  • 3.4 整数变换与量化
  • 3.4.1 整数变换
  • 3.4.2 量化
  • 3.4.3 DCT 直流系数的变换量化
  • 3.5 熵编码
  • 3.5.1 CAVLC
  • 3.5.2 CABAC
  • 3.6 多帧参考技术
  • 3.7 去块效应滤波
  • 3.7.1 边界强度的确定
  • 3.7.2 自适应滤波过程
  • 3.8 本章小节
  • 第4章 DSP平台编码器的实现与优化
  • 4.1 DSP 软件开发流程
  • 4.1.1 DSP 集成开发环境
  • 4.1.2 软件开发流程
  • 4.2 H.264 编码器的移植
  • 4.2.1 库文件和头文件的改动
  • 4.2.2 变量存取方式的调整
  • 4.2.3 存储空间的分配
  • 4.2.4 去除文件操作
  • 4.2.5 在DSP/BIOS 系统中构建H.264 编码器
  • 4.3 DM642 平台的代码优化
  • 4.3.1 项目级优化
  • 4.3.2 C 语言级优化
  • 4.3.2.1 消除冗余代码
  • 4.3.2.2 数据类型调整
  • 4.3.2.3 使用内联函数
  • 4.3.3 汇编语言级优化
  • 4.3.3.1 C语言与线性汇编混合编码
  • 4.3.3.2 线性汇编优化
  • 4.4 优化性能评测
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 视频监控系统概述
  • 5.1 视频监控系统的应用及发展趋势
  • 5.2 网络视频监控系统的优点
  • 5.3 视频监控系统的框架
  • 5.4 本章小结
  • 第6章 服务器端软件设计
  • 6.1 上位机软件
  • 6.1.1 软件功能分析
  • 6.1.2 软件体系结构设计
  • 6.2 视频解码中错误隐藏的研究
  • 6.2.1 错误隐藏机制概述
  • 6.2.2 改进的错误隐藏机制框架
  • 6.2.3 针对各帧的错误隐藏机制
  • 6.2.3.1 针对I 帧的错误隐藏机制
  • 6.2.3.2 针对P 帧的错误隐藏机制
  • 6.2.3.3 针对B 帧的错误隐藏机制
  • 6.2.4 改进的错误隐藏机制的性能测试
  • 6.2.4.1 I 帧的测试结果
  • 6.2.4.2 P 帧的测试结果
  • 6.2.4.3 B 帧的测试结果
  • 6.3 主要接口界面设计
  • 6.3.1 配置界面
  • 6.3.2 实时监控界面
  • 6.3.3 本地回放界面
  • 6.4 本章小结
  • 第7章 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录
  • 相关论文文献

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