H.264视频压缩熵编码和网络传输的研究
H.264是国际电信联盟ITIJ-T和国际标准化组织ISO联合开发的新一代视频压缩编码标准,由于其具有较高的压缩比、很好的分层结构和网络适应性,在未来的数字视频和存储领域有着广阔的应用前景。本文以此为背景,对H.264中熵编码原理进行了研究,并用FPGA实现了其中的三个核心模块。同时本文在分析了H.264网络适应性的基础上,提出了一种基于AVR单片机和网络控制芯片RTL8019AS的编码器网络接口的软硬件设计方案。
H.264采用了先进的编码技术,包括新的熵编码技术,提高了压缩比。在相同的重建图像质量下,H.264比H.263平均节约50[％]左右的码率。
H.264中的熵编码包括三种:Exp-Golomb、CAVLC和CABAC。本文主要研究了应用在Baseline Profile中的Exp-Golomb和CAVLC,在此基础上结合EDA技术,基于Altera公司的CycloneII系列FPGA芯片,用VerilogHDL,语言设计了其中三个核心模块--Exp-Golomb编码模块、4×4变换系数块幅度值编码模块和变长码字拼接模块,利用Quartus II软件进行了逻辑综合,最后利用仿真工具ModelSim进行了验证。
H.264引入了分层的编码技术,它把所有和传输相关的部分放在网络抽象层(NAL)中,因而具有更好的网络适应性,非常适合网络传输。在此背景下本文提出了一种基于AVR单片机ATmegal28和以太网控制芯片RTL8019AS的低成本编码器网络接口的设计方案,详细介绍了硬件电路的设计原理。同时结合实时多任务操作系统μC/OS-II和嵌入式轻型网络协议栈μIP,在上述硬件系统上搭建了多任务的网络开发平台,详细分析了μC/OS-II和μIP的移植,编写了RTL8019AS的驱动程序,并且利用VC++6.0编写的测试程序对系统的网络性能进行了测试,利用网络分析软件分析了其最高的TCP及UDP传输速率。最后经验证,达到了传输低码率H.264视频流的带宽要求。
熵编码;网络接口;网络协议栈
中国海洋大学
硕士
通信与信息系统
李欣
2006
中文
TN919.81
56
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）