视频图像压缩算法的研究(毕业论文)

本科毕业设计（论文）

题目视频图像压缩算法的研究

学院电气与自动化工程学院

年级专业自动化

班级学号

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指导教师职称

论文提交日期

视频图像压缩算法的研究

摘要

目前，视频监控已经进入高清时代，原有的视频压缩标准已经不能适应视频监控的发展了。MPEG-4视频压缩标准是一个适用于低传输速率应用的标准，它同时支持交互操作，并对错误易发环境具有较高的鲁棒性。其良好的交互性和高压缩率在视频监控领域发挥了巨大的作用。

本文以视频监控为对象对视频图像压缩算法进行了研究。首先对监控系统的硬件进行设计，然后对视频压缩基础模型中各种关键算法进行了研究和比较。介绍了压缩算法在视频监控中的应用，并深入研究了视频压缩标准中的各种高级功能在视频监控中的实现。最后以Visual C++6.0为平台，设计了视频压缩系统，来实现采集图像的同时，实时进行压缩处理。对压缩率及压缩时间进行了分析，明确该设计的有效性和必要性。

关键词：视频监控 MPEG-4 视频压缩视频流 VFW

Research on Video Image Compressing Algorithm

Abstract

Currently, video surveillance has entered the high-definition era, the original video compressing standard can not adapt to the development of video surveillance. MPEG-4 video compressing standard which is helpful to low bit rate applications, can provide alternation manipulation and has better channel error robustness. Good interactivity and high compression rate play a huge role in the field of video surveillance.

The paper researches on video image compressing algorithm based on the video surveillance. Firstly, we design hardware of the monitoring system, then research and compare of various key algorithms of based model for video compression. This paper introduces the application of video compressing algorithms in video surveillance and application of various advanced features of video coding standard. Finally, we take Visual C++6.0 as the platform, design the video compressing system to realize the acquisition of images. At the same time, realize compression processing in real-time. We must analyze compression ratio and compression time, and clear the effectiveness and necessity of the design.

Key Words：Video surveillance; MPEG-4; Video compress; Video stream; VFW

目录

1. 绪论 (1)

1.1 课题的研究背景及意义 (1)

1.2 视频监控系统的研究现状 (1)

1.3 本文主要研究目标与章节安排 (3)

1.4 本章小结 (3)

2. 视频监控系统的总体设计 (4)

2.1 监控系统的总体设计 (4)

2.2 摄像头的选择 (4)

2.3 压缩系统 (5)

2.4 网络连接 (5)

2.5 本章小结 (5)

3. 视频压缩算法的研究 (6)

3.1 信息冗余 (6)

3.2 混合的DPCM/DCT模型 (6)

3.3 帧间预测 (8)

3.4 基于块的运动估计与补偿 (10)

3.5 运动估计算法 (11)

3.5.1 块匹配的准则 (11)

3.5.2 全搜索法 (12)

3.5.3 三步法 (13)

3.5.4 全搜索法和三步法的比较 (13)

3.6 分块大小对残差图像的影响 (15)

3.7 离散余弦变换 (17)

3.8 量化 (18)

3.9 熵编码 (20)

3.9.1 霍夫曼编码 (20)

3.9.2 算术编码 (21)

3.9.3 霍夫曼编码与算术编码的比较 (21)

3.10 本章小结 (22)

4. 压缩算法在视频监控中的应用 (23)

4.1 视频压缩在监控中的具体应用 (23)

4.2 视频数据结构 (24)

4.3 形状编码 (26)

4.4 静态Sprite编码 (27)

4.5 分级编码 (28)

4.5.1 空域可分级编码 (28)

4.5.2 时域可分级编码 (29)

4.6 本章小结 (30)

5. 视频图像压缩的实现 (31)

5.1 视频压缩的实现方法的选择 (31)

5.2 MFC的使用 (31)

5.3 获取实时视频图像 (32)

5.4 压缩结果分析 (34)

5.5 本章小结 (36)

6. 总结与展望 (37)

参考文献 (38)

致谢 (39)