随着多媒体技术和网络技术的发展，数字化多媒体信息的存储和传输成为一个研究热点，数字化的多媒体信息尤其是视频信息具有海量数据性，必须对视频数据进行压缩方能有效地存储和传输。以传输未经处理的高清晰度电视的视频数据为例，每秒的信息量可高达1G比特，这显然远远超出了目前Internet通信信道的能力，而且直接把未经处理的视频数据发送到通信信道上，也是对通信带宽的极大浪费。因此，研究和开发新型、有效的视频压缩编码方法具有很重要的现实意义。 在目前的图像压缩系统中，由于采用的视频压缩算法比较复杂，运算量很大，用软件方法实现一般都难以满足实时性要求，因此，该类系统多采用硬件实现。在硬件实现方法中，专用视频处理芯片尽管视频处理能力比较强，但是其灵活性差的缺点，大大限制了其应用的范围，而通用高性能数字信号处理芯片(DSP)，由于其软件设计灵活度大、环境适应能力强，得到广泛使用。其中TI公司高端的C6000系列，更以其处理能力强、对外接口灵活、开发工具齐全等特性，被大多数嵌入式图像实时压缩系统所采用。 由于本文视频编码器应用环境比较特殊，要求视频编码器在功能上必须满足多种位率(2048Kbps和256Kbps)，多种图像分辨率(720×576和352×288)，并且能够按不同方式处理彩色图像和灰度图象，压缩的帧率可调，同时还要具备一定的信源容错能力。要实现这样一个满足多种需求的视频编码器，目前现有的专用视频压缩芯片是无法满足需求的，所以，只有选择通用的高性能数字信号处理(DSP)芯片。由于在视频处理能力上，通用DSP芯片和专用视频处理芯片还存在一定的差距，因此，要达到专用视频处理芯片实现的性能，就必须针对DSP芯片的硬件特点，对视频编码结构和软件压缩算法进行优化改进，以弥补DSP芯片在处理能力方面的不足。此外，由于本文应用的环境是比较恶劣的，传统的可变长码字(VLC)的容错能力很差，一旦出现错误，预测编码的机制将会导致错误在连续多帧间蔓延，极大的影响解码图像的主观质量，因此，在视频编码器中进行简单、有效的信源容错也是十分必要的。 基于以上几点考虑，本文在如下三方面做了相关工作： 在视频编码结构上，传统的视频编码方案都是以帧为编码单位，该结构尽管处理简单，但是影响编码器在DSP上的运行效率。因为DSP内部的存储空间比较有限，不能够容纳整帧的图像数据，所以大量的图像数据就必须存储在外部存储器上，而在速度上，DSP与外存的差别又很大，于是导致DSP大部分时间堵塞在对外存的访问上，运行效率很差。为此，本文提出一种基于GOMB的视频编码方案，把整帧划分成多个宏块组GOMB(Group of Marcoblock)，以GOMB为编码单位，这样就可以把每一GOMB的 郑州大学硕士研究生毕业论文图像数据完全放在DSP芯片内部进行处理，既减少了与外部存储器的大量交互，又充分利用了片内的高速存储资源。此外，GOMB数据从外存到内存的数据搬运还可以借助DMA在后台操作，实验结果表明该方案大大提高了DSP的编码效率。 在视频压缩算法上，由于仅编码器中的量化部分就占用总编码时间的47％，可见，研究适合DSP硬件特点的量化算法对提高整个编码器效率至关至要。标准量化算法在DSP上实现时存在如下问题：一．由于DSP内部没有提供硬件除法部件，导致以传统除法操作为基础的量化方法效率很差；二．量化器结构复杂，不但没有明显改善图像编码质量，而且还影响DSP性能。针对以上问题，本文提出一种适合DSP硬件特点的量化方案，通过构造合适的量化矩阵，用移位来代替除法，实现了一步量化；同时，对不同的视频编码块类型，采用不同的量化策略，避免了统一量化引起的图像质量下降。实验结果表明：该方案不仅大大提高了编码器的量化效率，而且明显改善了编码图像的主、客观质量，性能优于MPEG标准量化算法。 在信源容错上，本文深入研究了具有错误恢复能力的可逆变长编码（RV卜C）技术，并对常用的RVLC码字构造方法进行了详细的分祈，通过分析这些方法的优缺点，结合特定的应用，提出一种基于RLP（Run Level Pair）分布特性的RVLC码表生成方法，它包括三部分：特征图像eP统计分布特性的分析、基于UVLC的RVLC码字的构造和基于RLP统计特性的RVLC码字分配。利用该方法能够根据特征图像的RLP统计分布，生成一个易解码、效率高、容错能力强的RVLC码表。实验结果表明：该码表不但能够降低解码端存储资源占用度，而且能够明显改善高误码率环境下的解码图像质量。