H.263视频编码及数字电视解复用系统的研究与实现

论文摘要

计算机技术和网络技术的发展和普及,大大推动了视频技术的发展和应用。视频流的数据量大,且对传输的实时性和可靠性要求高。在有限的网络带宽中进行高效数据传输的要求,促进了视频编码技术的研究和发展。其中,H.263是国际电联ITU-T制定的一个标准草案,以其灵活性,节省带宽的特性,被许多多媒体通信终端标准所采用。近年来,数字电视的概念已为人们所熟知。电视信号的传输链路上采用MPEG-2传输流复用解复用技术,实现数字信号的网络传输。电视台在播放电视节目前,需要借助技术手段,对各路节目进行质量监控,检测电视信号中的异常状态,例如黑场和静帧。针对这一应用,本文设计并开发了数字电视解复用系统。本文的主要内容如下:1.本文首先研究H.263编码标准的基本知识以及基本算法,在此基础上,给出H.263编解码器的设计方法:在编码过程中,主要采用帧间预测减少时间冗余度,利用离散余弦变换减少空间冗余度,采用可变长度编码技术进行码流压缩。2.运动估计算法占视频编码中50%-80%的运算量,本文在分析了各种传统的块匹配运动估计算法的基础上,提出了一种改进的六边形搜索法,该算法利用运动矢量的相关性以及中心偏置特性。通过预测,确定搜索起始点。搜索初期采用小模板进行搜索,后期则采用大模板进行搜索。实验表明,本文的改进算法在不影响编码质量的前提下,有效地提高了编码的速度。3.本文在研究MPEG-2系统层规范的基础上,采用DirectShow技术,设计数字电视解复用系统。系统可以将包含多路节目的MPEG-2传输流进行解复用,并同时显示多路节目。在节目显示前,进行质量检测,检验是否出现黑场和静帧现象。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 视频图像压缩的研究概况
• 1.2 数字电视复用解复用技术
• 1.3 视频图像压缩的国际标准
• 1.4 本文主要工作及内容安排
• 2 H.263视频压缩编解码技术
• 2.1 H.263编码标准的基本知识
• 2.1.1 H.263标准的编码框架
• 2.1.2 视频格式
• 2.1.3 图像分块和编码顺序
• 2.1.4 H.263视频编码的基本算法
• 2.2 H.263的可选模式
• 2.2.1 不受限的运动矢量
• 2.2.2 先进的预测模式
• 2.2.3 PB帧模式
• 2.2.4 基于语法的算术编码
• 2.3 H.263的码流格式
• 2.3.1 图像层
• 2.3.2 块组层
• 2.3.3 宏块层
• 2.3.4 块层
• 2.4 H.263编解码器的设计
• 2.4.1 H.263编码器的设计
• 2.4.2 H.263解码器的设计
• 2.5 块匹配搜索算法
• 2.5.1 块匹配准则
• 2.5.2 典型的块匹配运动估计算法
• 2.5.3 改进的六边形搜索法
• 2.5.4 结果对比与分析
• 3 多路节目解复用技术的研究
• 3.1 MPEG2系统层规范
• 3.1.1 MPEG2系统层规范概述
• 3.1.2 TS码流结构
• 3.2 节目专用信息（PSI）
• 3.2.1 节目关联表（Program Association Table，PAT）
• 3.2.2 节目映射表（Program Mapping Table，PMT）
• 3.3 数字电视复用解复用原理
• 3.4 复用解复用的关键技术
• 3.4.1 码流分析
• 3.4.2 PSI重构
• 4 数字电视解复用系统的实现
• 4.1 DirectShow技术
• 4.1.1 DirectShow概述
• 4.1.2 DirectShow组成框架
• 4.2 数字电视解复用系统的实现
• 4.2.1 系统框架
• 4.2.2 系统开发
• 4.2.3 系统运行情况
• 5 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢