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非线性编辑系统中MPEG-4压缩——解压缩技术研究

作　者: 葛双全
导　师: 周熙襄；钟本善
学　校: 成都理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: MPEG-4 非线性编辑系统 DirectShow/DES 随机定位
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


非线性编辑系统是在电视的数字化以及计算机技术在存储容量、数据处理速度等方面发展到一定阶段出现的，它集多项编辑功能于一体，改变人们按时序剪辑素材的传统概念，克服了录像带多版合成、复制图像质量劣化的缺点，提高了编辑效率，为编辑人员的艺术创作开辟了广阔的天地。 目前非线性编辑系统流行使用的压缩格式包括Motion-JPEG和MPEG-2 4：2：2P@ML两种。而MPEG-4作为一种新兴的压缩格式，日益受到非编系统厂商的重视。Motion-JPEG采用帧内压缩方式，处理费用很低，但缺少帧间预测和运动补偿所具有的高效率编码；MPEG-2采用帧间压缩、帧间预测和运动补偿技术，压缩效率大为提高。在解决了MPEG2精确到帧的编辑后，加上MPEG2的压缩效率大及其在传输和存储的优势，Motion-JPEG将逐渐淡出市场，MPEG-2逐渐确立其在非编系统的主导地位。为了解决网络带宽问题，目前不少厂家采用MPEG-4压缩方式进行粗编和浏览，现在可做到在1OOkb／s的CIF格式图像上软件编码，精确到帧编辑。 目前尚无支持MPEG-4压缩格式的非线性编辑卡，MPEG-4应用于非编只能采用软件编解码，这在帧精确编辑时会引起素材搜索迟缓的问题。本文分析其产生的原因在于Windows操作系统提供的DirectShow／DES开发平台所特有的过滤器机制以及MPEG-4压缩数据码流是基于I、B、P帧，其高效的压缩算法决定了解码的复杂度等多方面。本文提出了随机定位帧读取文件、解析以及解码合一的解决思路，通过详细论证和编程实现，有效的解决了这一问题。

全文目录


中文摘要  2-3
英文摘要  3-6
第一章 引言  6-8
  1．1 国内外非线性编辑系统压缩格式研究现状  6-7
  1．2 论文选题依据及研究工作  7
  1．3 论文结构  7-8
第二章 非线性编辑系统概述  8-14
  2．1 电视编辑技术的发展历程  8-9
  2．2 非线性编辑系统概述  9-11
  2．3 线性编辑与非线性编辑的本质区别  11-12
  2．4 技术优势与特点  12
  2．5 未来非编系统展望  12-14
第三章 非线性编辑系统视频压缩标准及其应用  14-23
  3．1 数字视频信号分析  14-16
    3．1．1 图象的数学模型  14
    3．1．2 三种视频信号  14-15
    3．1．3 彩色空间的线性变换标准  15-16
    3．1．4 压缩时使用色差弃用RGB的原因  16
  3．2 非编系统图像压缩的必要性、可能性  16-17
    3．2．1 图像压缩的必要性  16
    3．2．2 图像压缩的可能性  16-17
  3．3 非编系统压缩技术现状  17-21
    3．3．1 小波变换  17
    3．3．2 Motion-JPEG  17-19
    3．3．3 MPEG-2 4：2：2P@ML  19-21
    3．3．4 DV（DVCPRO）  21
    3．3．5 MPEG-4  21
  3．4 目前非编系统流行使用的各种压缩格式比较  21-23
第四章 基于视频对象的MPEG-4编／解码算法结构分析  23-34
  4．1 离散余弦变换（DCT）  23-24
  4．2 基于DCT的编解码算法  24-27
    4．2．1 基于DCT的压缩算法  24-26
    4．2．2 基于DCT的解码算法  26-27
  4．3 MPEG-4编／解码算法结构  27-34
    4．3．1 MPEG-4标准  27-28
    4．3．2 MPEG-4系统  28
    4．3．3 MPEG-4视频编码算法结构  28-32
    4．3．4 MFEG-4解码  32-34
第五章 非编系统应用MPEG-4压缩方式存在的问题  34-44
  5．1 非线性编辑系统中应用MPEG-4压缩方式的需求  34-35
    5．1．1 非线性编辑的基本流程  34
    5．1．2 非编系统应用MPEG-4压缩方式的需求  34-35
  5．2 运动图像压缩的基本方法  35-39
    5．2．1 数据流结构  35-36
    5．2．2 帧间、帧内编码技术  36-37
    5．2．3 运动补偿  37-38
    5．2．4 运动估计  38-39
  5．3 基于DirectShow／DES平台的非编系统  39-41
    5．3．1 DirectX组件  39
    5．3．2 DirectShow／DES  39-40
    5．3．3 DirectShow／DES的过滤器结构  40-41
  5．4 MPEG-4压缩方式在非编系统中产生的问题  41-44
    5．4．1 MPEG-4算法的复杂度  41
    5．4．2 随机定位操作的特点  41-42
    5．4．3 DirectShow／DES的过滤器机制对定位操作的响应  42-44
第六章 随机定位问题的解决思路及论证  44-49
  6．1 非线性编辑系统硬件技术的发展现状及局限  44-45
  6．2 硬件解码与软件解码  45
  6．3 随机定位问题的解决思路与实现  45-47
    6．3．1 对GOP和码率的调整  45
    6．3．2 对DES中过滤器的考虑  45-47
  6．4 测试  47
    6．4．1 测试素材  47
    6．4．2 测试平台  47
    6．4．3 测试结果  47
    6．4．4 测试分析  47
  6．5 论证  47-49
第七章 结论  49-50
致谢  50-51
参考资料  51-53
附录A 特别说明  53
附录B 非线性编辑板卡处理器  53
附录C 专业非线性编辑板卡  53-54
附录D 源过滤器代码说明文档  54-56
附录E 术语表  56-58

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信 > 图像编码
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