可重構(gòu)音視頻同步壓縮的研究與設(shè)計.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展推動了多媒體技術(shù)的發(fā)展,近年不斷涌現(xiàn)出全新的多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,比如網(wǎng)絡(luò)電視、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)絡(luò)視頻電話和遠(yuǎn)程醫(yī)療,這些應(yīng)用都可能會遇到媒體之間不同步的問題,而這一問題的最突出表現(xiàn)是音頻和視頻的不同步。
　　 本文針對音視頻不同步的問題提出了兩種基于MPEG-4 AVC／H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的音視頻同步壓縮算法。這兩種算法均是基于MPEG-4 AVC／H.264 CAVLC,將音頻信號作為隱藏信息嵌入到視頻信號中,然后將

2、嵌入了音頻的視頻碼流壓縮、存儲和傳送。這兩種算法可以省去單獨傳送音頻信號所需要的信道,降低硬件資源消耗。二者的不同之處在于,一種算法是基于拖尾系數(shù)的符號,另一種算法則是基于Zig-Zag掃描逆順序上除拖尾系數(shù)之外的第一個非零系數(shù)的奇偶性。經(jīng)過JM86Baseline模型驗證,這兩種算法均能實現(xiàn)將音頻信號嵌入到視頻信號而不會對視頻信號質(zhì)量造成明顯的下降,而且從解碼器提取的音頻信號和原始音頻信號幾乎沒有差別。
　　 對于算法中所涉及

3、到的硬件部分,本文采用可重構(gòu)理論對其進行了硬件設(shè)計。首先,本文對CAVLC解碼器中的各個模塊分別進行了設(shè)計,對解碼Coeff_Token的碼表進行了優(yōu)化,并提出了一種全新的Coeff_Token解碼結(jié)構(gòu)。然后,通過查找CAVLC解碼器和MPEG-4 AVC／H.264標(biāo)準(zhǔn)定義的三種逆變換編碼模式的可共用的部分,采用可重構(gòu)理論對CAVLC解碼器中的nC解碼和這三種逆變換進行了設(shè)計,通過可重構(gòu)單元同時實現(xiàn)nC解碼、4×4逆整數(shù)變換、4×4逆

4、Hadamard變換和2×2逆Hadamard變換。硬件設(shè)計通過Verilog HDL實現(xiàn),并采用ModelSim、Synopsys Design Compiler、Xilinx Virtex-5 XC5VLX110T和Synopsys Astro分別進行了功能驗證、綜合與時序驗證、FPGA驗證實施和自動布局布線。仿真和驗證結(jié)果表明,本文的設(shè)計能夠滿足設(shè)計要求,電路性能相對于參考設(shè)計有較大提高。
　　 本文創(chuàng)新之處在于提出了兩種