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当前,移动数字电视技术正以其独特的魅力,展示出诱人的市场前景,引起人们的注视,但移动信道的带宽有限、MPEG-2视频码率高成为其应用拓展的瓶颈,而MPEG-2至H.264视频转码尚未有成熟的技术实现方案,如何在移动数字电视系统中以灵活方便的方式将MPEG-2流实时转码成H.264流,并予工程化,以节省带宽和存储空间,是亟待解决的技术难题。为此,本实验室和南京电视台合作适时申报了江苏省科技厅的高科技科研项目《基于H.264的视频转码在移动数字电视中应用研究》,并通过了评审。
在描述了关于视频转码、H.264编解原理解析和优化的前期技术准备基础上,提出了MPEG-2流至H.264流的实时转码技术实现方案,设计了基于高速DSP的PCI板卡视频转码器,进而提出了基于H.264视频转码的移动数字电视系统构建方案。
文中前三章,较为全面地阐述了移动数字电视、视频转码及H.264编码技术原理,分析比较了视频转码多种常用体系结构和相关技术,在优化H.264编码器技术基础上,给出一种基于DSP的H.264编码器设计思想。
第四章,提出了基于DM642 DSP的MPEG-2至H.264.实时视频转码器设计方案;给出PCI转码卡的硬件结构组成;核心处理器DSP及SDRAM、FLASH、网口等周边硬件电路设定;相关硬件连接电路设计。接而进行转码卡的PCI驱动设计,包括主机端程序和DSP端程序,同时得到了实验论证,该PCI接口能完全满足视频转码数据传输的需求。论文还设计了转码软件框架,结合DSP特点,进行转码数据分配和程序优化,提出移植过程值得注意的一些问题及其解决办法,并给出解码软件的框架,以及优化解码软件流程,实验表明该解码性能明显优越于JM解码。
第五章,探讨了该转码器的一种转码算法框架,将MPEG-2流转码成比特率降低、垂直和水平分辨率降低一半的H.264流;分析了具体的转码算法,并对该转码结构进行了计算复杂度估计和实验分析。
第六章,提出了基于该视频转码器的移动数字电视系统构建方案,通过以该转码板卡为核心的转码服务器实现系统中MPEG-2流至H.264。流的实时转码和视频存储。此外,文中分析了其应用前景,提出了改进的措施,推演了下一步需进行的工作重点。
文中提出的基于高速DSP PCI板卡转码器,能实时地将MPEG-2流转码成比特率和分辨率降低的H.264流,具有成本低、使用灵活方便、易扩展升级等特点。该转码器可较为方便地以服务器辅助板卡的手段,应用于移动数字电视系统,从而达到降低视频码率,增大节目数量,节省存储空间效果,并满足异构系统和终端的配合互用的需求。