基于MPEG-4的音视频压缩系统的设计与实现

摘要

数字技术的发展带动了整个社会的不断进步，但数字化技术的发展同时也带来了“信息爆炸”。为了使信息更为方便的进行传输和存储，我们根据信息之间的相关性，去除信息冗余，对信息数据进行压缩，那是十分必要的。 本文所设计的音视频压缩系统是基于MPEG-4的压缩标准进行设计的。在文中首先研究了MPEG-4算法，然后实现了一个用高性能DSP处理芯片MAP-CA为核心的音视频压缩系统。 本文主要研究了基于对象的编码方法并对Sprite编码进行了改进。实现的系统将输入的模拟视频信号经过视频编码器SAA7111A进行模数转换和数据格式处理后，得到标准的ITU-RBT.656格式的数字视频流送给MAP-CA处理，实现视频的MPEG-4压缩处理。还可将压缩后的数据解码，并转换为ITU-RBT.656格式输出的视频信号通过视频编码器SAA7121进行数模转换和格式变换，变成符合国际标准的NTSC/PAL制式的S-VIDEO电视信号的输出。将音频输入信号通过音频数模转换器CS4334和模数转换器CS5331A与外部的音频信号连接。另外系统外接2MB的FLASHROM存储器作为系统的启动电路和非易失存储器；还接有64MB的PC133SDRAM内存，作为系统程序运行和变量存储的空间。 本系统可同时完成两路MPEG-4视频压缩，系统支持视频图像实时预览，视频图像由它直接传送到显存，压缩的码流也由它直接传送到内存，无需主机CPU介入做任何操作。并通过PCI接口用BusMaster方式传送到内存中，不占用CPU资源。系统具有良好的编码效率、容错能力和自适应码流，保证了优秀的视频质量。特别优化的算法保证了低码率条件下的传输质量与连续性。这些性能使本系统特别适用于数字视频录像机、远程数字监控、网络视频应用等领域。 本系统的CIF格式压缩速度最高为30帧/秒/路(NTSC)或25帧/秒/路(PAL)；它的编码码率为14K/s～2M/s，输出码率可调；它的分辨率最大为720×480(NTSC)或720×576(PAL)。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1数字化技术的发展

1.2压缩技术的必要

1.3视频压缩编码MPEG标准系列

第二章第一代视频压缩编码技术的介绍

2.1概述

2.2视频信号的表示

2.3压缩编码的方法及基本方式

2.4几种编码方法的介绍

第三章第二代视频压缩编码技术的研究

3.1概述

3.2基于对象的视频编码的基本概念

3.3基于对象的视频编码框架

3.4基于对象的视频编码方法

3.4.1 MPEG-4的结构与语法

3.4.2形状编码

3.4.3运动信息编码

3.4.4纹理编码

3.4.5可分级扩展编码

3.5对SPRITE编码的改进

3.6图像/视频中字符区域的定位

3.6.1概述

3.6.2定位算法

3.7常用的音频压缩编码

3.7.1概述

3.7.2 MPEG-4音频

第四章音视频压缩系统的设计

4.1概述

4.2 MAP-CA的简单介绍

4.3压缩系统电路设计

4.3.1视频与音频A/D的设计

4.3.2扩展存储器的设计

4.3.3音视频数模转换的设计

4.3.4 PCI接口的设计

4.3.5供电电源的设计

4.3.6电源监控电路的设计

4.3.7时钟电路的设计

第五章软件的开发与设计

5.1概述

5.2编解码器的使用例程和库函数的介绍

5.3软件开发包的介绍

5.3.1开发包的结构

5.3.2软件包demo程序的设计

第六章结束语

6.1系统的技术指标

6.2系统的应用分析

参考文献

致谢