基于H.264編碼算法的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-01-27 08:08
隨著社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,視頻監(jiān)控系統(tǒng)在家庭、學(xué)校、電力、交通等各行各業(yè)得到飛速發(fā)展。然而,數(shù)額巨大的視頻信息在不進(jìn)行壓縮的情況下,將會(huì)給圖像的傳輸和存儲(chǔ)帶來(lái)非常大的困難。H.264作為現(xiàn)如今性能最優(yōu)越、應(yīng)用最廣泛的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),采用了許多新技術(shù)和新方法,使其較以往發(fā)布的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)有著更好的編碼效率。運(yùn)動(dòng)估計(jì)和率失真優(yōu)化作為視頻編碼的核心技術(shù),其消耗的時(shí)間要占到整個(gè)編碼過(guò)程的70%以上。如果能對(duì)運(yùn)動(dòng)估計(jì)和率失真優(yōu)化部分進(jìn)行改進(jìn),則必然能夠提升編碼器的編碼性能,這就是研究運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法和率失真優(yōu)化算法的意義。本文首先介紹了H.264預(yù)測(cè)編碼的關(guān)鍵技術(shù);然后研究了率失真優(yōu)化相關(guān)理論,提出了一種利用運(yùn)動(dòng)矢量與編碼模式之間關(guān)系的新型模式?jīng)Q擇方案;最后闡述了運(yùn)動(dòng)估計(jì)的過(guò)程和相關(guān)技術(shù),并詳細(xì)介紹了現(xiàn)有的幾種經(jīng)典運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法,最終選擇了從起始點(diǎn)預(yù)測(cè)、搜索模板、窗口劃分三個(gè)方面對(duì)UMHexagonS算法進(jìn)行改進(jìn)。將改進(jìn)前后的率失真優(yōu)化算法和UMHexagonS算法在H.264標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模型JM10.1中進(jìn)行性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明改進(jìn)后的兩種算法在信噪比和比特率變化較小的情況下都可以大幅度的縮減視頻編碼時(shí)間...
【文章來(lái)源】:湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 論文研究的背景及意義
1.2 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
1.2.1 H.26x標(biāo)準(zhǔn)介紹
1.2.2 MPEG標(biāo)準(zhǔn)介紹
1.3 運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法研究現(xiàn)狀
1.4 本文的主要工作及內(nèi)容安排
第2章 H.264/AVC編碼技術(shù)
2.1 H.264/AVC預(yù)測(cè)編碼技術(shù)
2.1.1 幀內(nèi)預(yù)測(cè)
2.1.2 幀間預(yù)測(cè)
2.1.3 整數(shù)變換與量化
2.1.4 熵編碼
2.2 率失真優(yōu)化技術(shù)
2.2.1 率失真理論
2.2.2 率失真優(yōu)化
2.2.3 測(cè)試結(jié)果與分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 H.264/AVC運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法研究
3.1 運(yùn)動(dòng)估計(jì)基本概念
3.2 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法
3.3 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
3.3.1 塊匹配準(zhǔn)則
3.3.2 運(yùn)動(dòng)矢量在時(shí)空域上的預(yù)測(cè)方法
3.3.3 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的評(píng)定方法
3.4 經(jīng)典運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法介紹
3.4.1 全局搜索算法
3.4.2 快速搜索算法
3.4.3 混合搜索算法
3.4.4 算法的分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 UMHexagonS算法的改進(jìn)
4.1 UMHexagonS算法可改進(jìn)分析
4.2 起始搜索點(diǎn)預(yù)測(cè)改進(jìn)
4.3 搜索模板的改進(jìn)
4.3.1 非對(duì)稱(chēng)十字多邊形模板的改進(jìn)
4.3.2 5x5 矩形搜索模板的改進(jìn)
4.3.3 多層次大六邊形搜索模板的改進(jìn)
4.4 搜索窗口的改進(jìn)
4.5 測(cè)試結(jié)果與分析
4.5.1 測(cè)試平臺(tái)與配置
4.5.2 測(cè)試結(jié)果
4.5.3 測(cè)試結(jié)果分析
4.6 主觀評(píng)價(jià)
4.7 本章小結(jié)
第5章 視頻系統(tǒng)平臺(tái)搭建
5.1 系統(tǒng)硬件平臺(tái)搭建
5.1.1 系統(tǒng)主控模塊
5.1.2 視頻采集模塊
5.1.3 存儲(chǔ)模塊
5.1.4 網(wǎng)絡(luò)模塊
5.1.5 電源模塊
5.1.6 LCD顯示模塊
5.1.7 USB接口模塊
5.1.8 串口模塊
5.2 系統(tǒng)軟件平臺(tái)的搭建
5.2.1 嵌入式操作系統(tǒng)介紹
5.2.2 安裝交叉編譯環(huán)境
5.2.3 搭建NFS服務(wù)器
5.2.4 嵌入式系統(tǒng)相關(guān)文件制作
5.3 系統(tǒng)存儲(chǔ)平臺(tái)的搭建
5.3.1 FreeNAS介紹
5.3.2 存儲(chǔ)系統(tǒng)的搭建過(guò)程
5.4 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
6.1 嵌入式系統(tǒng)的移植
6.2 視頻編解碼的實(shí)現(xiàn)
6.2.1 視頻編碼
6.2.2 視頻解碼
6.3 系統(tǒng)測(cè)試
6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于率失真優(yōu)化的HEVC幀內(nèi)編碼模式選擇[J]. 喬莉,李博,劉偉杰. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(12)
[2]一種在虛擬機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的方法[J]. 王姝. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2018(04)
[3]基于ARM-Linux多媒體播放器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 陳洋君,吳志勇,崔明,張維達(dá). 現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(10)
[4]H.264運(yùn)動(dòng)估計(jì)UMHexagonS算法的優(yōu)化與改進(jìn)[J]. 任克強(qiáng),林芳明. 數(shù)據(jù)采集與處理. 2017(01)
[5]基于嵌入式S3C6410的H.264視頻采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張洪濤,胡順興,詹云峰,龔力,李奇風(fēng),張珠,顏貝. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]一種基于JMVC參考模型的運(yùn)動(dòng)估計(jì)優(yōu)化算法[J]. 袁梅冷,楊張,雷海軍. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2015(06)
[7]基于Freenas構(gòu)建個(gè)人云存儲(chǔ)[J]. 李彬. 信息化建設(shè). 2015(05)
[8]基于linux的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)FreeNAS[J]. 黃靜. 科技傳播. 2014(19)
[9]基于率失真優(yōu)化的H.264參考幀選擇算法[J]. 唐浩漾,王曙光,趙洪鋼. 西安郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[10]H.264JM模型中UMHexagonS算法優(yōu)化[J]. 李浩煒,韓文波,田苗. 長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
博士論文
[1]基于率失真優(yōu)化的屏幕內(nèi)容視頻編碼研究[D]. 唐桐.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]基于率失真優(yōu)化的視頻編碼方法研究[D]. 高艷博.電子科技大學(xué) 2018
碩士論文
[1]基于HEVC視頻編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的優(yōu)化[D]. 楊瀟雨.南京郵電大學(xué) 2018
[2]H.264編碼的改進(jìn)研究及在龍芯平臺(tái)Web服務(wù)器上的實(shí)現(xiàn)[D]. 蔡宜.西南科技大學(xué) 2018
[3]基于H.264的全景視頻編解碼技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李偉.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué) 2018
[4]基于Linux的家庭監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)[D]. 孫磊.安徽大學(xué) 2018
[5]基于H.264運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的視頻監(jiān)控研究[D]. 胡一凡.湖北工業(yè)大學(xué) 2017
[6]H.264幀間預(yù)測(cè)算法研究與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 彭磊.江南大學(xué) 2016
[7]H.264運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法研究和H.264編碼器在達(dá)芬奇平臺(tái)的應(yīng)用[D]. 邱琳耀.天津大學(xué) 2016
[8]H.264運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法優(yōu)化研究[D]. 郭慶新.南京航空航天大學(xué) 2015
[9]基于H.264的運(yùn)動(dòng)估計(jì)的研究和改進(jìn)[D]. 唐寬強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2014
[10]H.264/AVC視頻壓縮編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法研究[D]. 楊虎.南京大學(xué) 2013
本文編號(hào):3002741
【文章來(lái)源】:湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 論文研究的背景及意義
1.2 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
1.2.1 H.26x標(biāo)準(zhǔn)介紹
1.2.2 MPEG標(biāo)準(zhǔn)介紹
1.3 運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法研究現(xiàn)狀
1.4 本文的主要工作及內(nèi)容安排
第2章 H.264/AVC編碼技術(shù)
2.1 H.264/AVC預(yù)測(cè)編碼技術(shù)
2.1.1 幀內(nèi)預(yù)測(cè)
2.1.2 幀間預(yù)測(cè)
2.1.3 整數(shù)變換與量化
2.1.4 熵編碼
2.2 率失真優(yōu)化技術(shù)
2.2.1 率失真理論
2.2.2 率失真優(yōu)化
2.2.3 測(cè)試結(jié)果與分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 H.264/AVC運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法研究
3.1 運(yùn)動(dòng)估計(jì)基本概念
3.2 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法
3.3 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
3.3.1 塊匹配準(zhǔn)則
3.3.2 運(yùn)動(dòng)矢量在時(shí)空域上的預(yù)測(cè)方法
3.3.3 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的評(píng)定方法
3.4 經(jīng)典運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法介紹
3.4.1 全局搜索算法
3.4.2 快速搜索算法
3.4.3 混合搜索算法
3.4.4 算法的分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 UMHexagonS算法的改進(jìn)
4.1 UMHexagonS算法可改進(jìn)分析
4.2 起始搜索點(diǎn)預(yù)測(cè)改進(jìn)
4.3 搜索模板的改進(jìn)
4.3.1 非對(duì)稱(chēng)十字多邊形模板的改進(jìn)
4.3.2 5x5 矩形搜索模板的改進(jìn)
4.3.3 多層次大六邊形搜索模板的改進(jìn)
4.4 搜索窗口的改進(jìn)
4.5 測(cè)試結(jié)果與分析
4.5.1 測(cè)試平臺(tái)與配置
4.5.2 測(cè)試結(jié)果
4.5.3 測(cè)試結(jié)果分析
4.6 主觀評(píng)價(jià)
4.7 本章小結(jié)
第5章 視頻系統(tǒng)平臺(tái)搭建
5.1 系統(tǒng)硬件平臺(tái)搭建
5.1.1 系統(tǒng)主控模塊
5.1.2 視頻采集模塊
5.1.3 存儲(chǔ)模塊
5.1.4 網(wǎng)絡(luò)模塊
5.1.5 電源模塊
5.1.6 LCD顯示模塊
5.1.7 USB接口模塊
5.1.8 串口模塊
5.2 系統(tǒng)軟件平臺(tái)的搭建
5.2.1 嵌入式操作系統(tǒng)介紹
5.2.2 安裝交叉編譯環(huán)境
5.2.3 搭建NFS服務(wù)器
5.2.4 嵌入式系統(tǒng)相關(guān)文件制作
5.3 系統(tǒng)存儲(chǔ)平臺(tái)的搭建
5.3.1 FreeNAS介紹
5.3.2 存儲(chǔ)系統(tǒng)的搭建過(guò)程
5.4 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
6.1 嵌入式系統(tǒng)的移植
6.2 視頻編解碼的實(shí)現(xiàn)
6.2.1 視頻編碼
6.2.2 視頻解碼
6.3 系統(tǒng)測(cè)試
6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于率失真優(yōu)化的HEVC幀內(nèi)編碼模式選擇[J]. 喬莉,李博,劉偉杰. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(12)
[2]一種在虛擬機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的方法[J]. 王姝. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2018(04)
[3]基于ARM-Linux多媒體播放器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 陳洋君,吳志勇,崔明,張維達(dá). 現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(10)
[4]H.264運(yùn)動(dòng)估計(jì)UMHexagonS算法的優(yōu)化與改進(jìn)[J]. 任克強(qiáng),林芳明. 數(shù)據(jù)采集與處理. 2017(01)
[5]基于嵌入式S3C6410的H.264視頻采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張洪濤,胡順興,詹云峰,龔力,李奇風(fēng),張珠,顏貝. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]一種基于JMVC參考模型的運(yùn)動(dòng)估計(jì)優(yōu)化算法[J]. 袁梅冷,楊張,雷海軍. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2015(06)
[7]基于Freenas構(gòu)建個(gè)人云存儲(chǔ)[J]. 李彬. 信息化建設(shè). 2015(05)
[8]基于linux的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)FreeNAS[J]. 黃靜. 科技傳播. 2014(19)
[9]基于率失真優(yōu)化的H.264參考幀選擇算法[J]. 唐浩漾,王曙光,趙洪鋼. 西安郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[10]H.264JM模型中UMHexagonS算法優(yōu)化[J]. 李浩煒,韓文波,田苗. 長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
博士論文
[1]基于率失真優(yōu)化的屏幕內(nèi)容視頻編碼研究[D]. 唐桐.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]基于率失真優(yōu)化的視頻編碼方法研究[D]. 高艷博.電子科技大學(xué) 2018
碩士論文
[1]基于HEVC視頻編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的優(yōu)化[D]. 楊瀟雨.南京郵電大學(xué) 2018
[2]H.264編碼的改進(jìn)研究及在龍芯平臺(tái)Web服務(wù)器上的實(shí)現(xiàn)[D]. 蔡宜.西南科技大學(xué) 2018
[3]基于H.264的全景視頻編解碼技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李偉.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué) 2018
[4]基于Linux的家庭監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)[D]. 孫磊.安徽大學(xué) 2018
[5]基于H.264運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的視頻監(jiān)控研究[D]. 胡一凡.湖北工業(yè)大學(xué) 2017
[6]H.264幀間預(yù)測(cè)算法研究與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 彭磊.江南大學(xué) 2016
[7]H.264運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法研究和H.264編碼器在達(dá)芬奇平臺(tái)的應(yīng)用[D]. 邱琳耀.天津大學(xué) 2016
[8]H.264運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法優(yōu)化研究[D]. 郭慶新.南京航空航天大學(xué) 2015
[9]基于H.264的運(yùn)動(dòng)估計(jì)的研究和改進(jìn)[D]. 唐寬強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2014
[10]H.264/AVC視頻壓縮編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法研究[D]. 楊虎.南京大學(xué) 2013
本文編號(hào):3002741
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