数字音视频压缩技术标准与应用研究.doc

数字音视频压缩技术、标准与应用研究 【摘要】：在博士后工作期间,主要进行了以下几个方面的研究工作:●数字音视频压缩标准的制定、进展以及相关的知识产权问题;●数字音视频压缩编码技术研究●数字音视频压缩标准的实现与应用本文第一章,阐述了国际国内相关标准的历史、制定过程、应用前景以及知识产权问题等。特别重点介绍了我国自主制定的音视频编码标准AVS。AVS的最重要的创新点在于新颖的专利池管理策略。克服了目前国际标准如MPEG-4、H.264等面临的专利收费问题。开始码技术是音视频压缩编码中的重要组成部分,它属于系统层编码。利用开始码可以实现码流的随机访问以及容错纠错等功能。在H.263、MPEG-2等所使用的开始码方法的基础上,提出了高效的开始码方法,并申请了多项专利技术。其中一项专利技术已经被AVS采纳。由于所申请专利多数没有公开,所以本文不能叙述得太详细。转码技术在数字音视频的实际应用中显得特别有用,因为很多场合需要转码。例如从MPEG-1到MPEG-2、从MPEG-2到H.264、从MPEG-2到AVS等,再广泛一点,高清到标清、隔行到逐行等也算转码。存在的格式和标准越多,需要转码的场合就越多。本文重点研究了MPEG-2到AVS的转码中噪音的叠加问题。MPEG-2和AVS都是有损压缩标准,一个经过MPEG-2压缩的节目解码后重新用AVS压缩,必然会引入新的失真(噪音)。分析清楚两次压缩后节目噪音的叠加特性,对控制节目质量和码率是非常重要的。本文首先用代数方法给出了一个节目客观质量(PSNR)的下限,然后用概率论的方法给出了一个估计节目客观质量的经验公式。除了理论研究外,在博士后工作期间,先后主持开发了H.264解码器和AVS编解码系统,在H.264和AVS的实现与应用方面做了一些探索。其中AVS编解码系统在PC上实现了一个完整的音视频节目制作、传输和接收系统,编码端为非实时编码,解码端实时解码。该项目在2004年上海工业博览会上获得了创新奖。【关键词】： 【学位授予单位】：华东师范大学 【学位级别】：博士 【学位授予年份】：2005 【分类号】：TP391.4 【目录】：ABSTRACT4-51、摘要5-62、标准的制定、进展以及知识产权问题6-272．1数字电视的世纪挑战与机遇6-82．2DVD：针对我国的知识产权围攻的前哨战82．3数字电视的世纪之战8-112．4视频编码标准的历史演进11-162．4．1视频编码标准的历史演进11-142．4．2音频编码标准的历史演进14-152．4．3第二代视频编码标准的三大竞争者15-162．5标准、专利与专利池16-272．5．1专利：必须同时重视促进技术创新和保护公众利益17-182．5．2“专利池”：产业发展推进器的演进与异化18-192．5．3标准与专利19-202．5．4标准与专利池20-222．5．5DVD专利池：挤兑制造企业，形成事实垄断22-232．5．6MPEG专利池：专利权人扼杀标准采用和产业形成23-273、数字音视频压缩编码技术研究27-303．1音视频编码压缩的基本原理273．2防止出现伪开始码技术27-303．2．1传统的防伪开始码方法27-283．2．2随机访问点标志码应该具有的特征283．2．3随机访问点标志码的长度28-293．2．4H．264中使用的防伪开始码方法293．2．5本文建议的防伪开始码方法29-304数字音视频压缩技术和标准的应用研究30-414．1H．264／MPEG-4AVC的一致性测试30-314．2AVS卫星数字电视接收卡31-354．2．1总体设计方案31-324．2．2技术指标32-334．2．3技术难点及解决方法33-354．3AVS节目制作工具集35-414．3．1MPEG-2解复用软件35-384．3．2MPEG-2复用软件38-394．3．3MPEG-2到AVS视频转码器39-41参考文献41-42论文专利列表42-43致谢43