基于AVS的手机流媒体系统低功耗解码及视频优化技术研究

论文摘要

近年来,随着多媒体技术的飞速发展和网络的迅速普及,基于网络的视频流式传输技术得到了广泛的应用。而目前随着嵌入式系统在多媒体领域的应用日趋广泛,使用移动终端进行视频播放已经十分普遍。对于移动终端这种对能耗十分敏感的嵌入式系统来说,视频播放是一种高能耗的应用。特别是视频流解码过程需要处理器进行高强度的运算支持,会大量消耗系统能量。依靠系统有限的电能,维持长时间的视频播放是一个难题。因此在电池技术未获得重大突破的时候,其解决电量问题的关键在于视频压缩技术。AVS是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准,作为新一代视频图像编码标准AVS,其具有高效的压缩性能和良好的网络适应性,与新一代视频压缩标准H.264相比,它能获得相当的编码效率而实现的复杂度相对较低,所以其应用前景非常广阔,而将AVS标准应用于手机视频流式传输中,也成为当前网络应用的热点之一。本论文首先介绍了AVS编解码标准的相关技术,在此基础上,实现了一套基于AVS的手机流媒体系统,其中,该系统客户端的AVS解码器的优化完善和软件低功耗设计是本论文的主要研究内容之一。通过对低频的手持设备端的解码关键模块插值计算、离散余弦变换及差错掩盖等算法的深入分析和研究,使该系统具有高效的压缩率,清晰性和鲁棒性。1.提出一种运用在低频的手持设备解码端的插值计算低功耗设计方法,在保证图像质量的情况下采用这种低复杂度的有损的近似插值算法来替代原有的高计算量的插值算法来降低功耗。实验结果表明,采用这种插值方法的视频流根据策略的不同,PSNR值下降幅度不大,主观效果几乎察觉不出变化,但解码速度有大幅提高,同时也显著降低了功耗。2.通过对视频优化技术的深入研究,实现了一套基于AVS的手机网络视频流式传输方案。利用AVS先进的视频技术具有压缩率高,扩展能力强,适应范围广等优点,实现了服务器端的音视频实时动态采集、同步、压缩和网络传输及手机端的实时解压、同步播放的功能。主要目的是为了验证视频优化算法的有用性,正确性及其对功耗的影响。实现结果表明,采用AVS标准的网络视频流式传输系统不管从图像质量还是帧速率均达到了手机上的应用要求,且系统可靠性好,稳定性强。在实现该系统的过程中,为了弥补网络丢包造成的影响在解码端还运用了差错掩盖算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作与研究成果
• 第2章 AVS 视频压缩标准介绍
• 2.1 AVS 编解码框架
• 2.2 AVS 编解码器结构
• 2.3 AVS 核心技术介绍
• 2.3.1 变换/量化
• 2.3.2 帧内预测
• 2.3.3 帧间预测
• 2.3.4 熵编码
• 2.3.5 环路滤波
• 2.4 小结
• 第3章 一种AVS 视频的低功耗解码方法
• 3.1 像素插值功能特征
• 3.2 AVS 标准中的插值原理
• 3.3 提出的AVS 视频的低功耗解码方法的算法原理
• 3.4 实验结果及分析
• 第4章 基于AVS 的视频优化技术
• 4.1 前言
• 4.2 AVS 编码软件实现及优化
• 4.2.1 AVS 编码软件系统流程设计与优化
• 4.2.2 AVS 编码软件算法级设计与优化
• 4.2.3 AVS 编码软件代码级设计与优化
• 4.3 AVS 解码软件实现及优化
• 4.3.1 AVS 解码软件算法级设计与优化
• 4.3.2 AVS 解码软件程序结构和代码级设计与优化
• 4.3.3 AVS 解码软件中加入插值计算的低功耗算法
• 4.3.4 AVS 解码软件中加入简单容易实现的差错掩盖算法
• 第5章 基于AVS 标准的手机流媒体视频系统设计及其实现
• 5.1 基于AVS 的视频流式传输方案框架
• 5.2 系统硬件架构
• 5.3 系统软件架构
• 5.4 系统测试及仿真
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （在学期间发表的学术论文与研究成果）