基于達芬奇平臺的微波視頻監控系統
3視頻壓縮技術(shù)H.264的應用
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/85908.htmH.264的基本流程是編碼器先將圖像分割成圖片,圖片再分為宏塊,對于每個(gè)宏塊根據幀的類(lèi)型分別加以處理。對于獨立(I)幀,采用所謂的幀內預測,對非獨立幀,采用幀間預測,即所謂的運動(dòng)搜索,然后進(jìn)行預測。并對預測采用DCT變換,最后采用熵編碼(算術(shù)或變碼長(cháng)編碼)。H.264由于采用了以下技術(shù)使壓縮比大幅提高:
(1)1/4、1/8運動(dòng)搜索技術(shù),使運動(dòng)搜索的匹配精度提高;
(2)多參考幀技術(shù);
(3)幀內的精細預測技術(shù);
(4)4×4小塊預測技術(shù),使圖塊更加容易匹配。
在H.264的基礎上我們還進(jìn)行了以下改進(jìn):
(1)應用視覺(jué)模型進(jìn)一步減少視頻信號所占的帶寬。即對變換較大的圖像部分采用較大的量化步長(cháng),較平坦的部分采用較小的量化步長(cháng)。壓縮后的圖像質(zhì)量與沒(méi)有采用視覺(jué)模型的圖像,幾乎沒(méi)有明顯的區別,或只有一點(diǎn)點(diǎn)的降低,但圖像的壓縮比可增加可達10%左右。但PSNR上反映出來(lái)的誤差稍大,但對很多應用來(lái)講,人們并不很關(guān)心具體的PSNR的大小。而以眼見(jiàn)為實(shí)的東西為準。
假設基準的量化水平為q,欲進(jìn)行變換的塊的變化量,從橫向相鄰像素的絕對誤差之和為△:
式中:n為快的大小(4或8),p(i,j)為該位置上的像素值。則該塊的新的量化水平將被調節為:
式中:qmin,qmax為設定的最小和最大量化水平(10,51),floor表示取整數運算,μ為調節系數。其中對MPEG的測試系列news(CIF)進(jìn)行壓縮后有以下結果:盡管PSNR略差,但視覺(jué)上的差別不是很大,比較如圖3所示。
(1)雙指標的運動(dòng)搜索。幾乎所有現在的運動(dòng)搜索都用的是一個(gè)單一的指標,即絕對誤差和SAD,在很多DSP中都有針對求SAD的指令,如TI的C6000系列等。其實(shí)應用雙指標更能有效地進(jìn)行運動(dòng)搜索。而且更能較為精確地找到匹配模塊的位置,從而提高編碼效率。更重要的是,雙指標運動(dòng)搜索更容易實(shí)現智能化判斷小塊是否是由前一幅圖像中的某一小塊移動(dòng)而來(lái),因而不再需要進(jìn)行編碼,從而提高編碼效率。其效果見(jiàn)圖4。
(3)多分辨率分析下(Multi-resolution)的雙指標運動(dòng)搜索,即應用小波變換的Lifing-Scheme將圖像分解在不同的分辨率下,首先在最粗的分辨率下得到運動(dòng)矢量的一個(gè)概貌性的描述,然后在逐漸地在高分辨率的圖像中細化運動(dòng)矢量,這樣既可較快地找到運動(dòng)矢量,又可避免陷入局部的極小值,軟件界面如圖5所示。
4結 論
我們在德州儀器公司的DVEVM的硬件基礎之上,設計了視頻傳輸系我們在德州儀器公司的DVEVM的硬件基礎之上,設計了視頻傳輸系統的硬件結構,并開(kāi)發(fā)了視頻終端的軟件和中心站接收視頻的軟件,完成了整個(gè)系統的開(kāi)發(fā)。性能測試表明:在64 K帶寬環(huán)境下實(shí)現CIF的圖像監控,監控幀率可達每秒2~5幀左右,時(shí)間延遲在2~3 s,滿(mǎn)足作為監控目的基本要求;如果綁定6×64 K=384 K的通道,則能夠在小于384 K的帶寬下,完成高質(zhì)量的D1(704×576)圖像高分辨率的視頻圖像的連續傳輸,實(shí)現設計要求。畫(huà)面質(zhì)量的平均PSNR在30 dB左右,滿(mǎn)足視覺(jué)需要,可以辨認不法闖入分子的身份。
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