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H.264编码技术在视频监控系统中的研究与应用

作　者: 俞青
导　师: 张江鑫
学　校: 浙江工业大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: H.264 视频监控系统 DM642 错误隐藏
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 引言  9-10
  1.2 视频监控系统简介  10-11
  1.3 视频压缩编码技术简介  11-13
  1.4 论文的主要内容和安排  13-15
第2章 H.264视频压缩编码标准  15-21
  2.1 H.264 的档次与级  15-16
  2.2 H.264 的分层结构  16
  2.3 H.264 编码器  16-20
    2.3.1 H.264 的编码器构架  16-17
    2.3.2 H.264 编码流程  17-20
  2.4 H.264 解码器  20
  2.5 本章小节  20-21
第3章 H.264的核心技术  21-38
  3.1 H.264 的新技术特性  21-22
  3.2 帧内预测  22-23
  3.3 帧间预测  23-27
    3.3.1 树状结构运动补偿  24
    3.3.2 运动矢量  24-27
    3.3.3 运动估计  27
  3.4 整数变换与量化  27-30
    3.4.1 整数变换  28-29
    3.4.2 量化  29-30
    3.4.3 DCT 直流系数的变换量化  30
  3.5 熵编码  30-33
    3.5.1 CAVLC  31-33
    3.5.2 CABAC  33
  3.6 多帧参考技术  33-34
  3.7 去块效应滤波  34-37
    3.7.1 边界强度的确定  34-35
    3.7.2 自适应滤波过程  35-37
  3.8 本章小节  37-38
第4章 DSP平台编码器的实现与优化  38-52
  4.1 DSP 软件开发流程  38-40
    4.1.1 DSP 集成开发环境  38-39
    4.1.2 软件开发流程  39-40
  4.2 H.264 编码器的移植  40-44
    4.2.1 库文件和头文件的改动  40-41
    4.2.2 变量存取方式的调整  41-42
    4.2.3 存储空间的分配  42-43
    4.2.4 去除文件操作  43
    4.2.5 在DSP/BIOS 系统中构建H.264 编码器  43-44
  4.3 DM642 平台的代码优化  44-51
    4.3.1 项目级优化  44-46
    4.3.2 C 语言级优化  46-48
      4.3.2.1 消除冗余代码  46
      4.3.2.2 数据类型调整  46-47
      4.3.2.3 使用内联函数  47-48
    4.3.3 汇编语言级优化  48-51
      4.3.3.1 C语言与线性汇编混合编码  48-49
      4.3.3.2 线性汇编优化  49-51
  4.4 优化性能评测  51
  4.5 本章小结  51-52
第5章视频监控系统概述  52-56
  5.1 视频监控系统的应用及发展趋势  52-53
  5.2 网络视频监控系统的优点  53-54
  5.3 视频监控系统的框架  54-55
  5.4 本章小结  55-56
第6章服务器端软件设计  56-70
  6.1 上位机软件  56-58
    6.1.1 软件功能分析  56
    6.1.2 软件体系结构设计  56-58
  6.2 视频解码中错误隐藏的研究  58-66
    6.2.1 错误隐藏机制概述  58-59
    6.2.2 改进的错误隐藏机制框架  59-60
    6.2.3 针对各帧的错误隐藏机制  60-63
      6.2.3.1 针对I 帧的错误隐藏机制  60-61
      6.2.3.2 针对P 帧的错误隐藏机制  61
      6.2.3.3 针对B 帧的错误隐藏机制  61-63
    6.2.4 改进的错误隐藏机制的性能测试  63-66
      6.2.4.1 I 帧的测试结果  64
      6.2.4.2 P 帧的测试结果  64-65
      6.2.4.3 B 帧的测试结果  65-66
  6.3 主要接口界面设计  66-69
    6.3.1 配置界面  66-68
    6.3.2 实时监控界面  68
    6.3.3 本地回放界面  68-69
  6.4 本章小结  69-70
第7章结论与展望  70-72
参考文献  72-74
致谢  74-75
攻读学位期间发表的学术论文目录  75

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