【硕士论文】空间受限系统中视频解码器的研究与硬件实现.pdf

浙江大学硕士学位论文
摘要
近年来,国际上对数字电视的研究不断出现重大进展,孕育着电视视听技术
的一场革命性变化,即从模拟走向全面数字化。世纪是数字化的信息时代,
数字电视和高清晰度电视成为人们关注的焦点。随着高清晰度电视的普及和数字
视频广播系统的进一步推广,人们不但可以享受到高清晰的图像带来的乐趣,还
可以进行交互式的双向信息传输,包括节日点播、浏览、发送电子邮件、
实现网上购物和网上银行等新功能。
,已经
在数字电视、高清晰度电视、多媒体技术领域以及数字视频广播谢竦
了广泛的应用。
本文首先简单介绍了数字电视相关知识和视频压缩基本原理及常用的视频
编码标准。然后,⒈嗦氲穆肓鞑愦渭
图像类型,以及框架和级别。在第三章中,本文分模块阐述了视频解码器各模块
功能的实现,包括变长码解码反扫描和反量化、反离散余
弦变换、运动补偿等。在第四章中,本文重点探讨了空间受限
系统中视频解码器实现的几种方案及其各自的优缺点,以及外部帧存储器的优化
设计。最后,本文总结了所做的工作,并对将来的魈岢鼋ㄒ楹驼雇
关键词:数字电视,.悠到饴肫鳎占涫芟
浙江犬学硕士学位论文

, 曲
瓵.
瓺任
甒
,

瑂琤,
甦

.
,一,

瑃
甌琲一
’, 琾.
琲,
琁/ ,
琣.


, 琣
瓼
.
篋, 瑂甧
浙江大学硕士学位论文
第一章绪论
本文研究背景
数字电视是当前蓬勃发展的一个产业,是目前发达国家争夺激烈的一个技术
制高点,从一个侧面反映了一个国家产业的综合实力。数字电视概念的含义
不仅是指我们一般人家中的电视接收机,而是包含了从发送、传输到接收的全过
程。由电视台送出的图像及声音信号,经数字压缩和数字调制后,形成数字电视
信号,经过空中无线方式或电缆有线方式传送,由数字电视接收机接收后,通过
数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。因此,数字电视就是
在电视台播出节目和电视机接收节目全过程都采用数字技术进行处理的电视。它
与目前的模拟电视系统在传输方式上是完全不同的。电视节目从摄制、编辑、播
送、传输、接收到显示的全过程均采用全数字化的技术处理,因此,信号在整个
过程中的损失大大减小,接收到的电视节目质量可以达到与演播现场一样的水
平。
电视信号数字化的好处在于:
枷袂逦群茫羝抵柿扛撸支持声道的数字环绕声节目源
湫矢撸
值缏烦杀镜汀⑽扌璧髡调谐,生产成本降低,维修也较容易;
峁┤碌亩嘁滴裼猛尽

得越来越明显。数字电视接收机中,主要包括信道解调、信源解码、视频后处理
三个核心芯片。
也成为当前最有市场开发价值的数字电视核心芯片之一。
我国的消费类电子产品如、数字电视等,其关键芯片和主要设计主
要由国外商家提供。因此,虽然国内生产厂家众多,产量很大,但因为没有掌握
其中的关键技术和设计思想,产品的技术附加值很低。氏此下去,我国消费类电
子产品的生产厂家将继续成为国外芯片厂家的组装厂,整个行业的技术命脉也将
牢牢地被国外厂家控制,这样不仅经济上损失惊人,而且巨大的消费市场也将长
期被国外厂商垄断。因此自行研制数字电视信源解码芯片,对于打破国外的技术
垄断和振兴我国的民族产业都具有极为重要的现实意义。
视频压缩基本原理
在信息论中,通过减小冗余而进行的数据压缩处理称为信源编码。视频序列
浙江大学硕士学位论文
含有三类冗余:统计冗余、心理视觉冗余和编码冗余。统计冗余表现为图像信号
在时域和空域的高相关性;一心理视觉冗余起源于人跟对某些空间频率的感觉迟
钝;编码冗余表现为符号编码平均码长和信源熵之间的偏差。研究视频信号中冗
余消除方法,实现信息传输、存储和处理的有效性和可靠性是视频编码的关键问
题⋯。
按照压缩后的数据是否能够完全还原成原始数据进行划分,信源编码可以分
为无损编码和有损编码。无损压缩可以精确地复原原始数据。谝欢ɡ
指出了无损编码中平均码长和信源之间的关系,同时也给出了编码平均码长的极
限⋯。
无损压缩的常用方法有嗦搿⒂纬瘫嗦隦. 取
但无损编码的压缩比通常比较低,约在簂左右“荒艽锏绞悠涤τ枚匝顾醣
的要求。例如在洗娲⒘礁鲂∈盋康缬埃枰=肼式档偷
左右,这就是说,编码的压缩比至少要达到:霾捎梦匏鸨嗦爰际鹾苣汛
到这样的压缩比。随着有损压