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【研发】海思H.264编解码芯片Hi3510的原理和应用

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【研发】海思H.264编解码芯片Hi3510的原理和应用
Hi3510工作原理
Hi3510编解码方案的实现
Hi3510编解码的应用
本文小结
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海思H.264编解码芯片Hi3510的原理和应用

  进入网络时代以来,庞大的信息流带来了人类文化的丰富,也带来了存储信息的烦恼。尤其是视频信息的庞大数据,催生了视频压缩技术的需求。视频压缩技术成为多媒体时代最热门的技术之一,并广泛地应用在电视、电影、可视电话、视频会议、远程监控等图像传输和存储的领域。

一、H.264视频压缩原理

  从信息论观点来看,图像作为一个信源,描述信源的数据是信息量(信源熵)和信息冗余量之和。信息冗余量有许多种,如空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余等,数据压缩实质上是减少这些冗余量。可见冗余量减少可以减少数据量而不减少信源的信息量。从数学上讲,图像可以看作一个多维函数,压缩描述这个函数的数据量实质是减少其相关性。

  根据图像信息的组成元素,H.264采用了帧内预测、帧间预测、运动估值和运动补偿、整数变换等方式,以提高对图像的压缩率。其中帧内预测是H.264根据图像中相邻像素可能相同的性质,利用相邻像素的相关性,采用新的帧内预测模式,通过当前像素块的左边和上边的像素(已编码重建的像素)进行预测,只对实际值和预测值的差值进行编码,从而能用较少的比特数来表达帧内编码的像素块信息;而帧间预测通过多帧参考和更小运动预测区域等方法对下一帧进行精确预测,从而减少传输的数据量,实现降低图像的时域相关性。H.264把运动估值和帧内预测的残差结果从时域变换到频域,使用了类似于4×4离散余弦变换(DCT)的整数变换,而不是像MPEG-2和MPEG-4那样采用8×8 DCT的浮点数变换。以整数为基础的空间变换具备效果好、计算快(只需加法与移位运算),反变换过程中不会出现适配问题等优点,并且结合量化过程,保证了在16位计算系统中,计算结果有最大精度且不会溢出。4×4的变换块也8×8更能减少块效应和震铃效应。