"H.264视频压缩熵编码 网络传输 研究生学位论文 魏强 高级熵编码技术 FPGA实现 AVR单片机 RTL8019AS网络接口"
本文主要探讨了H.264视频压缩编码标准的熵编码技术及其在网络传输中的应用。H.264标准因其高效率的压缩比、分层结构和网络适应性,成为数字视频处理和存储领域的首选。作者魏强在深入研究H.264熵编码原理的基础上,利用FPGA实现了熵编码中的Exp-Golomb和Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC)这两种核心编码方式。通过EDA技术,使用Altera Cyclone II系列FPGA芯片,设计并实现了Exp-Golomb编码模块、4×4变换系数块幅度值编码模块以及变长码字拼接模块,经过QuestaSim仿真工具验证了设计的正确性。
在H.264标准中,熵编码是提高压缩效率的关键技术,包括Exp-Golomb、CAVLC和Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC)。本文主要关注Exp-Golomb和CAVLC,它们在Baseline Profile中被广泛使用。在相同图像质量下,H.264相对于H.263能节省大约50%的码率。
此外,H.264的网络适应性是通过Network Abstraction Layer (NAL)实现的,这使得它特别适合网络传输。针对这一特点,作者提出了一个基于AVR单片机ATmega28和以太网控制芯片RTL8019AS的低成本编码器网络接口设计方案。硬件电路设计包括了外部存储器扩展,采用UTRON公司的UT62256CPC.70 SRAM进行数据存储,并利用74AHC573进行地址锁存。RTL8019AS接口电路则提供了与单片机的数据交互。
在软件层面,结合实时多任务操作系统gC/OS-II和嵌入式轻型网络协议栈lwIP,构建了一个多任务的网络开发平台。文章详细阐述了gC/OS-II和lwIP的移植过程,以及RTL8019AS驱动程序的编写。最后,通过VC++6.0编写测试程序对系统性能进行测试,并使用网络分析工具评估了网络传输的效率和稳定性。
这篇研究生学位论文深入研究了H.264熵编码的实现和网络适应性,为视频编码器的设计提供了实用的技术方案,同时也展示了在嵌入式系统中实现高效网络传输的策略。