基于Matlab的行视频压缩算法研究和实现

摘要

视频内容大量消耗存储资源，一张普通的VCD盘片，容量约600M左右，而DVD盘片则在4～5G左右，近两年来，随着人们对高清视频的需求提高，容量为普通DVD十几倍的蓝光DVD成为各大盘片厂商主攻的方向。盘片的发展需要播放设备的同步演进，因此也对诸多DVD，蓝光DVD播放设备设计的厂商提出了更高难度的挑战。
　　在多媒体处理硬件系统中(例如DVD和手机的视频处理系统)，DRAM的（即动态随机存储器，在多媒体处理硬件系统中是最为常见的存储模块）大小以及对DRAM进行访存的总线频宽是系统中两大珍贵的资源。系统的总频宽资源一定，如果单个IP所占用的带宽较少，则系统可以增加一些更加丰富的功能，满足更多客户的需求，因此，众多的芯片系统中都对如何减少这两项资源的运用花费了大量的精力。
　　针对上述问题，本论文致力于找出一种合理的易于实现的高保真度视频压缩方式，减少数据量和带宽的使用。
　　通过教材和网络资料的学习，对不同压缩算法的比较，基于固定码率压缩与非定比压缩相比，在实现上具有优势，因此本文选择固定码率压缩作为算法研究的目标。然而，目前固定码率的压缩并没有通用的一套标准来规定其编码方式，在国际上也很少有公开的做法。本文选取块截断编码(Block truncation code)作为基础算法，利用改进后的绝对矩编码方式，在压缩率2:1的前提下，利用Matlab实现算法并进行仿真实验，以PSNR作为数据分析基础，结合霍夫曼编码以及自适应滤波对既定算法进行调整，以人眼视觉效果评分为评判标准，确定最终算法。
　　经过Matlab算法实现和效果观察，并经过大量的图片效果测试比较，本文提出结合霍夫曼编码的最佳块截断编码方式，最大限度使用比特流，达到定比压缩下，图像效果最佳化的目的。

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第一章 绪论

1.1 图像视频压缩的发展概况及研究现状

1.2 论文研究意义

1.3 本文结构安排

第二章 研究方法和绝对动量块截断编码原理

2.1 压缩编码算法性能评估与测试图片选择

2.2 块截断编码编解码算法简介

2.3 绝对动量块截断编码建议算法流程

2.4 本章小结

第三章 绝对动量块截断编码比特分配改善

3.1 绝对动量块截断编码Matlab实现

3.2 亮度从前到后进行区块拆分

3.3 对亮度解压后平均误差最大的区块二次拆分

3.4 亮度与色度合并编码，对误差最大的进行拆分

3.5 本章小结

第四章 绝对动量块截断编码的霍夫曼改善法

4.1 基于亮度色度误差最大区块再压缩的动量分析

4.2 基于单张图片动量差值霍夫曼编码实现

4.3 基于多张图片统计霍夫曼码表的实现

4.4 霍夫曼码表使用绝对值

4.5 自适应霍夫曼编码

4.6 Cb、Cr使用同一个霍夫曼码表

4.7 本章小结

第五章 压缩算法实际应用与分析

5.1 PSNR值和图像处理效果分析

5.2 人眼视觉感官统计

5.3 最终确定算法概述

5.4 算法误差分析和去除块状效应

5.5 本章小结

第六章 结论与总结

6.1 本论文的总结

6.2 本论文的实际意义与展望

致谢

参考文献

附录