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电子技术、网络通信技术的迅速发展,使得视频数字压缩传输、存储已成为现实。而传统的基于台式PC机和工程PC机的视频监控技术逐渐显示出其局限性,已经远远不能满足人们的需求。随着嵌入式技术的快速发展及各种视频处理技术的出现,基于嵌入式的无线视频监控系统成为研究的热点。由于视频图像数据量大,采用原始数据传输需要占用大量带宽,因此在嵌入式视频监控系统中,视频压缩成为需要解决的关键问题之一。
AVS(Audio Video coding Standard)是中国国家信息产业部的音视频编解码技术标准工作组制定的第二代信源编码标准。它的出现改变了我国音视频压缩领域缺乏自主权的局面。本文中采用的AVS-M标准作为AVS的第七部分,是专门针对无线网络的特点提出的移动视频编码标准。
本文涉及的嵌入式视频监控系统包括:视频采集、压缩、无线传输、解码及播放这几个部分。本文的研究成果和工作内容主要体现在以下几个方面:
(1)分析比较了当前几种流行的视频压缩标准,比对了这些标准的优劣势。并深入研究了AVS-M视频压缩标准及其关键技术和各种实现算法,并针对运动估计和像素插值,提出了相应的优化算法。
(2)将经过算法优化之后的AVS-M参考代码移植到嵌入式平台上,对其进行了代码级别的优化。同时,利用ARM和嵌入式Linux的特点,对程序进行软件流水优化和多线程优化,减轻了存储器的负担,提高了编解码的实时性。
(3)经标准序列测试,本论文设计的AVS-M编码器能达到约100:1的压缩比,编解码程序中代码和数据存储空间有了明显的减少,编解码的速度较优化前有了大幅提高,并且解压后的视频与原视频YUV分量的PSNR值均达到了35dB以上,基本达到了实时编解码的要求。
(4)在开发平台上设计了LCD视频输出程序,最终实现对系统的整合,包括视频采集、编码、传输、解码和播放。
本论文介绍的方案可运用在无线视频会议、小区监控、可视电话、远程监控、移动媒体等方面。