基于DM642平臺(tái)的數(shù)字電視碼流字幕疊加技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義,它使龐大的視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸成為了可能,使數(shù)字視頻業(yè)務(wù)得以廣泛的發(fā)展。目前,SDTV數(shù)字電視碼流傳輸都是以MPEG-2壓縮方式傳輸,對(duì)這些壓縮視頻的處理歷來(lái)是研究的熱點(diǎn)。在實(shí)際的數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用中,以圖文字幕疊加的應(yīng)用最為常見(jiàn)。電視節(jié)目制作單位通常利用字幕機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖文字幕疊加,而傳統(tǒng)字幕機(jī)有著固有的缺點(diǎn)：一、利用全部解碼全部編碼的方式進(jìn)行非線性編輯。雖然這樣可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的非編效果,卻是以犧牲

2、視頻質(zhì)量為代價(jià),原有視頻經(jīng)過(guò)多次處理后會(huì)大幅度下降視頻質(zhì)量；二、傳統(tǒng)字幕機(jī)基于X86構(gòu)架,絕大多數(shù)國(guó)內(nèi)字幕機(jī)產(chǎn)品更是以Windows平臺(tái)作為操作系統(tǒng),穩(wěn)定性較差,不利于長(zhǎng)期持續(xù)使用。本文的主要工作是基于DSP平臺(tái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電視圖文字幕疊加的系統(tǒng)。通過(guò)充分利用DSP平臺(tái)的優(yōu)勢(shì),合理分配和優(yōu)化MPEG-2編碼和解碼過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了局部編解碼進(jìn)行臺(tái)標(biāo)或字幕的疊加,在最大程度上減少了對(duì)原有視頻質(zhì)量的影響。由于本系統(tǒng)是基于DSP平臺(tái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的

3、,從而具有穩(wěn)定、低功耗等特點(diǎn)。首先,本文介紹了MPEG-2視頻編碼原理,介紹了現(xiàn)有的臺(tái)標(biāo)插入和字幕疊加的應(yīng)用,分析了當(dāng)前臺(tái)標(biāo)及字幕疊加系統(tǒng)的現(xiàn)狀。其次,本文設(shè)計(jì)并提出了實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視碼流字幕疊加的系統(tǒng)框架。分析了空間域和壓縮域臺(tái)標(biāo)疊加的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合DM642平臺(tái)的特性,選擇通過(guò)局部解碼、局部重編碼的方式在視頻的空間域進(jìn)行臺(tái)標(biāo)和字幕疊加。再次,本文改進(jìn)了現(xiàn)有的解碼范圍確定算法,提出了改進(jìn)的反向跟蹤法。為了保證視頻質(zhì)量不會(huì)因?yàn)榕_(tái)標(biāo)插入或字幕疊

4、加而造成損失,實(shí)現(xiàn)過(guò)程采用的是局部解碼-臺(tái)標(biāo)字幕疊加-局部編碼的方式,本文在分析了現(xiàn)有的解碼區(qū)域檢測(cè)的各種算法的基礎(chǔ)上,提出了改進(jìn)的反向跟蹤法,避免了原反向跟蹤法經(jīng)重編碼后碼率增高的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)臺(tái)標(biāo)字幕疊加處理后碼流的碼率變化更小,更接近原始碼率。最后,本文基于TI公司的DM642多媒體處理平臺(tái),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了局部編解碼臺(tái)標(biāo)字幕疊加系統(tǒng)。為了達(dá)到圖文字幕疊加應(yīng)用的實(shí)時(shí)性要求,對(duì)算法從整體到局部進(jìn)行了優(yōu)化。采用了一系列DSP程序的優(yōu)化方法：合