数字电视发展的瓶颈在于MPEG-2海量视频数据传输，H.264编码固然可节省1/2～1/3的带宽，但若为此摈弃MPEG-2前端设备，则耗费昂贵，仅南京台就约2亿元；与此类似，高速公路联网监控实现的要害在于路段异构监控图像的交互和主干网络的负担，若以H.264统一格式更换硬件，江苏花费也会上亿元。因此亟需解决数字域实现MPEG-2至H.264转码这一技术难题。　　 论文源自《基于H.264的视频转码在移动数字电视中应用研究》、《省域高速公路联网监控实现技术研究》、《ITS域多业务系统跨平台构建关键技术研究》等省级项目，重点研究数字域视频转码技术及其实现。论文围绕H.264视频转码关键技术及系统设计展开研究。其主要内容包含：数字电视系统及其编码技术讨论；H.264编码机理、技术改进、码率控制技术的解析；视频转码的应用模型、分类及比特率、空间、时间分辨率降低转码、容错转码等主要转码措施的研究讨论；转码服务系统的设计与关键技术实现；基于IBM的CELL BE平台转码及优化；转码系统的转码效率、图像质量等性能指标测试，以及转码成果在数字电视、联网监控领域的拓展应用。　　 其中详细讨论了技术难点：转码服务器的并发性设计、MPEG-2至H.264转码关键算法优化、多路视频节目的传输以及客户端解码软件的实现。其转码关键算法包括：DCT系数映射、变换域帧内预测、运动矢量复用、帧模式转换、混合块处理等；CELL BE平台MPEG-2至H.264转码算法实现及优化，包括DMA传输及缓冲区管理优化、SIMD优化、内存分配与管理、分支结构优化等。　　 论文所提研究工作包括：提出了“基于H.264.视频转码兼容数字电视播放系统”和“基于H.264视频转码江苏高速公路联网监控系统”；建立系统的功能模型，设计了系统的硬件结构和软件框架；给出了MPEG-2至H.264转码关键算法；实现了多路节目的H.264转码复用服务器和客户端软件；测试评估了转码系统的功能和转码效率、图像质量等性能指标；与此同时，还在IBM的CELL BE平台上实现了H.264.转码算法。　　 论文创新点包括：提出一种变换域的转码算法体系结构，给出I帧图像、P帧图像转码具体实现技术，降低计算复杂度，提高转码速度；对于转码后多路H.264节目进行静态复用，节约复用器的开销：以IBM的9核处理器CELL BE为硬件平台，实现MPEG-2至H.264转码算法，并对转码算法进行优化，提高转码效率；沿用原有MPEG-2前端设备，增加H.264转码服务器，与原系统兼容。　　 论文测试了各种标清、高清测试序列下的转码效率、图像质量等性能指标，其图像质量由广播电影电视科学研究院专业测试中心测试。结果表明：转码服务器能实现4路标清或1路高清节目的实时转码，其码率、帧率、分辨率可调，细节多、运动较快的序列转码效率比静态或运动较慢的序列要高；在图像质量基本无损的条件下，对于细节多、场景切换频繁的序列，码率可降为1/2～1/3；对于运动较快的序列，码率降为1/3～1/4；对于静态图像或者运动比较慢的图像，码率将为1/4～1/8。　　 论文的成果已应用于江苏高速公路经营管理中心的区域联网监控系统，正推广于江苏省域ITS交通系统，包括公路、航运、地方铁路等。目前，在南京电视台已构建了转码实验系统，有望在交互式高清、标清数字电视中应用。