论文摘要
未来的时代是信息时代,信息需要通过媒体来进行记录、传播和获取。视频数据的压缩技术和解压缩技术成了多媒体技术中的关键技术之一。因此对视频压缩的研究己成为信息技术领域的重点。ISO和ITU-T制定的一系列视频压缩国际标准的推出,开创了视频通信和存储应用的新纪元。从H.261视频编码建议,到H.262/3/4, MPEG-1/2/4等都有一个共同的不断追求的目标,即在尽可能低的码率（或存储容量）下获得尽可能好的图像质量。由于视频压缩系统的复杂性主要取决于运动估计算法,因此如何找到一种可靠、快速、性能优良的运动估计算法一直是视频压缩的研究热点。在嵌入式实时系统应用中,通常采用并行计算机或数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）等作为处理器。但最近几年,随着电子设计自动化（EDA）技术的迅速发展,可编程片上系统作为嵌入式系统控制核心己成为一种趋势。可编程逻辑器件（FPGA）凭借其较低的投入成本,较高的并行处理速度和较大的灵活性等特点,在当前的嵌入式实时系统中得到广泛应用。特别的,在视频图像处理系统中,FPGA有其独特的优势。本文从内容上主要分为四个部分。①介绍了当前国际上主要的视频编码标准。首先介绍了MPEG系列和H.26X系列,其次重点论述了最新的视频编码标准H.264/AVC。在H.264/AVC标准中,首先介绍了视频编解码器框架和原理,其次介绍了新的技术特性。②提出了一种新的基于块匹配的运动估计快速算法。首先介绍了几种已有的经典块匹配运动估计算法,并通过实验数据分析了它们的优缺点;随后本文针对已有经典块匹配运动估计算法的不足,提出了一种高效的快速块匹配运动估计算法。该算法利用运动矢量的统计分布特性来确定初始搜索中心位置,并动态地选择搜索模板。实验仿真结果表明,新算法在保证重建图像质量没有明显下降的前提下,降低了运算的复杂度,提高了编码速度,更利于实时应用。③实现了基于FPGA的实时视频采集及VGA显示。首先介绍本课题依托实现的软、硬件平台,其次介绍了FPGA的关键设计方法,并在此基础上,设计了基于CycloneⅡ平台的视频采集及实时显示系统,并给出了实验结果和时序分析。④实现了基于FPGA的2D DCT模块并给出了仿真实验结果。最后,对本课题所做的研究给出了总结。并在此基础之上,对本课题后续的研究工作进行了探讨。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 引言1.2 视频压缩的必要性和可行性1.2.1 视频压缩的必要性1.2.2 视频压缩的可行性1.3 课题的研究背景1.4 研究的意义和目的1.5 论文的组织2 主要视频压缩编码标准2.1 引言2.2 ISO/IEC 视频压缩标准2.2.1 面向数字存储的运动图像及其伴音的编码标准MPEG-12.2.2 广播系统压缩编码标准MPEG-22.2.3 基于对象的视频压缩编码标准MPEG-42.2.4 媒体内容描述接口MPEG-72.3 ITU-T 视频压缩标准2.3.1 H.261 标准2.3.2 H.263、H.263+、H.263++标准2.3.3 H.264 标准2.4 H.264 标准详细介绍2.4.1 H.264/AVC 应用2.4.2 H.264 编解码器2.4.3 H.264 关键技术2.5 本章小结3 视频压缩中的运动估计技术研究3.1 运动补偿3.2 块匹配运动估计原理3.3 块匹配准则3.4 搜索策略3.5 典型块匹配运动估计算法分析3.5.1 全搜索算法3.5.2 快速搜索算法3.6 搜索算法的性能比较3.7 一种新的运动估计算法3.7.1 算法描述3.7.2 动态搜索模板及搜索策略3.7.3 算法流程图3.7.4 仿真实验结果3.8 本章小结4 FPGA 实现视频压缩探讨4.1 FPGA 硬件平台4.1.1 FPGA 的基本结构4.1.2 Cyclone II 芯片的特点4.2 硬件描述语言及软件开发平台介绍4.2.1 硬件描述语言4.2.2 软件开发平台4.2 系统整体设计4.2.1 自顶向下设计方法4.2.2 有限状态机4.2.3 流水线设计技术2C 总线'>4.2.4 I2C 总线4.3 视频采集模块的FPGA 的实现4.3.1 采集模块系统设计4.3.2 系统硬件设计2C 总线接口设计'>4.3.3 ADV7181 的I2C 总线接口设计4.3.4 时序分析4.4 实验结果4.4.1 仿真连接图4.4.2 VGA 显示器输出结果4.5 DCT（Discrete Cosine Transform）模块的实现与仿真4.5.1 DCT 原理4.5.2 8 点DCT 快速实现4.5.3 仿真结果及结论4.6 本章小结5 总结与展望5.1 本文总结5.2 工作展望致谢参考文献附录
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标签：视频压缩论文; 运动估计论文; 视频采集论文;
