1037957視頻編碼器中SICK的作用DFS60E-S4CL00250數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)可以有效地降低各種數(shù)據(jù)應(yīng)用對存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬的需求。數(shù)據(jù)無損壓縮技術(shù)可以在不降低重構(gòu)信息質(zhì)量的前提下減小數(shù)據(jù)量,因而得到越來越多的應(yīng)用。哈夫曼編碼作為一種熵編碼技術(shù)被廣泛運(yùn)用于數(shù)據(jù)無損壓縮領(lǐng)域。哈夫曼編碼在對待編碼數(shù)據(jù)中各種字符出現(xiàn)次數(shù)計(jì)數(shù)結(jié)果的基礎(chǔ)上,“自底向上”地構(gòu)建二叉樹,然后再為每種字符分配異字頭的、平均長度短的編碼,是一種基于字符統(tǒng)計(jì)頻率和二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼方法。這種方式保證了*的數(shù)據(jù)壓縮率性能,也因此常被稱為碼。研究發(fā)現(xiàn),隨著數(shù)據(jù)無損壓縮理論、硬件電路性能以及設(shè)計(jì)方式的發(fā)展,硬件無損壓縮技術(shù)也日漸得到重視。相較于基于軟件平臺(tái)執(zhí)行數(shù)據(jù)壓縮的傳統(tǒng)途徑,設(shè)計(jì)完善的數(shù)據(jù)壓縮模塊在計(jì)算資源利用率、任務(wù)執(zhí)行效率以及系統(tǒng)功耗方面具有明顯優(yōu)勢。針對當(dāng)前數(shù)據(jù)無損壓縮系統(tǒng)的研究中,存在的以提升系統(tǒng)安全性、吞吐率等單項(xiàng)指標(biāo)為目標(biāo),常以削弱系統(tǒng)壓縮率性能為代價(jià)的問題,本論文的研究工作針對現(xiàn)有動(dòng)態(tài)哈夫曼編碼的硬件算法存在的不足進(jìn)行了改進(jìn),通過充分利用硬件電路的并行計(jì)算和流水線結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢,均衡地提升了系統(tǒng)的編碼效率。研究工作取得了以下創(chuàng)新性成果:（1）提出一種應(yīng)用于哈夫曼編碼的數(shù)據(jù)分塊方式,用以緩解提升系統(tǒng)吞吐率的需求和消耗存儲(chǔ)器資源之間的矛盾。研究面向各種典型大小的數(shù)據(jù)分塊,經(jīng)過統(tǒng)計(jì)計(jì)算和比較編碼流程中各項(xiàng)子任務(wù)所需時(shí)間后發(fā)現(xiàn),將待壓縮數(shù)據(jù)分塊時(shí),數(shù)據(jù)分塊大于25.2 KB是在系統(tǒng)中高效應(yīng)用并行計(jì)算和流水線結(jié)構(gòu)的必要條件。綜合系統(tǒng)復(fù)雜度,存儲(chǔ)器利用率考慮,哈夫曼編碼系統(tǒng)采用32 KB、64 KB等典型的固定數(shù)據(jù)分塊方式。（2）設(shè)計(jì)一種根據(jù)統(tǒng)計(jì)頻率對字符節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序的硬件算法。該算法基于快速排序和堆排序算法,根據(jù)統(tǒng)計(jì)頻率分布情況將字符節(jié)點(diǎn)分配到3個(gè)（或者2個(gè)）區(qū)間,然后并行的在每個(gè)區(qū)間內(nèi)對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序。實(shí)驗(yàn)證明,所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)通過運(yùn)用并行計(jì)算特性,可提升字符節(jié)點(diǎn)排序速率2倍以上。（3）提出一種構(gòu)建動(dòng)態(tài)哈夫曼樹的算法和存儲(chǔ)哈夫曼樹的電路結(jié)構(gòu)。基于塊存儲(chǔ)器、分布式寄存器,采用新的“父節(jié)點(diǎn)指向子節(jié)點(diǎn)”映射關(guān)系,構(gòu)建并存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)哈夫曼樹,用以支持按層次順序?yàn)樽址?jié)點(diǎn)分配編碼。在不增加資源消耗的前提下,為哈夫曼樹中的葉節(jié)點(diǎn)快速分配編碼。實(shí)驗(yàn)證明,結(jié)合零節(jié)點(diǎn)快速處理技術(shù),利用新生成內(nèi)部節(jié)點(diǎn)頻率有序性,可將建立哈夫曼樹和產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)編碼的速率提升4倍以上。（4）提出一種基于新型動(dòng)態(tài)哈夫曼樹結(jié)構(gòu)處理溢出節(jié)點(diǎn)的方法,在保證壓縮數(shù)據(jù)安全的同時(shí),對溢出葉節(jié)點(diǎn)進(jìn)行批量調(diào)整。該方法充分利用了硬件的并行計(jì)算優(yōu)勢,相較面向溢出節(jié)點(diǎn)逐個(gè)調(diào)整的傳統(tǒng)方法,將處理速率提升了2倍以上。在此基礎(chǔ)上,還提出了一種拼接變長編碼的算法和相應(yīng)電路結(jié)構(gòu)。測試結(jié)果表明:核心時(shí)鐘頻率為125 MHz時(shí),平均吞吐率可達(dá)40 MBps。（5）提出使用字典壓縮算法預(yù)處理原數(shù)據(jù)的方法,能夠促進(jìn)系統(tǒng)獲得更優(yōu)的壓縮率性能。本文設(shè)計(jì)了一種高速數(shù)據(jù)匹配算法和相應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu),測試結(jié)果表明:核心時(shí)鐘頻率為125 MHz時(shí),平均吞吐率達(dá)到93.22 MBps;相較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)匹配方法的吞吐率提升幅度達(dá)1.49倍,確保了整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率性能。

對壓縮編碼后的視頻碼流進(jìn)行再處理,使輸出碼流符合具體的應(yīng)用要求,將作為通用多媒體接入服務(wù)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)被廣泛地應(yīng)用。進(jìn)行轉(zhuǎn)換編碼處理的原因主要有以下幾個(gè)方面:1.實(shí)用系統(tǒng)中存在多種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),不同標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)目資源無法直接共享,需進(jìn)行算法、語法轉(zhuǎn)換;2.實(shí)際的通信傳輸帶寬是復(fù)雜多變的,視頻碼流需要進(jìn)行帶寬適配;3.視頻終端可能存在不同的解碼能力、顯示能力以及存儲(chǔ)能力等限制,視頻碼流應(yīng)與解碼終端的特性匹配;4.視頻加密、增強(qiáng)抗噪性能等一些特殊的需求。視頻轉(zhuǎn)換編碼研究已經(jīng)取得了一些的研究成果。本文首先對主要的轉(zhuǎn)碼技術(shù)和轉(zhuǎn)碼器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和實(shí)驗(yàn)比較,總結(jié)了轉(zhuǎn)碼研究的重點(diǎn),并提出了一些改進(jìn)的轉(zhuǎn)碼器結(jié)構(gòu)和算法。此外,課題研究中使用軟件實(shí)現(xiàn)了支持多種標(biāo)準(zhǔn)和轉(zhuǎn)碼技術(shù)的轉(zhuǎn)換編碼器,為算法研究提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。針對目前行的三種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn):MPEG-2,H.263和MPEG-4,本文進(jìn)行了較深入的異類轉(zhuǎn)換編碼技術(shù)研究。分析了這三種標(biāo)準(zhǔn)間的主要差異,給出了運(yùn)動(dòng)矢量、宏塊編碼模式等重要參數(shù)的轉(zhuǎn)碼方法。MPEG-2隔行視頻碼流在轉(zhuǎn)碼到H.263或MPEG-4時(shí),需進(jìn)行場-幀編碼模式轉(zhuǎn)換,本文為場-幀轉(zhuǎn)換提供了一種基于DCT系數(shù)權(quán)重的運(yùn)動(dòng)矢量復(fù)用算法。此外,本文還分析了異類轉(zhuǎn)碼中出現(xiàn)的色差信號(hào)漂移的原因,并提出了相應(yīng)的校正算法。轉(zhuǎn)換編碼的圖標(biāo)插入技術(shù)具有很高的實(shí)用價(jià)值,本文對此技術(shù)做了較全面的研究。分別提出了可用于高亮度透明圖標(biāo)和彩色圖標(biāo)插入的轉(zhuǎn)碼器結(jié)構(gòu)。對圖標(biāo)插入所造成的影響進(jìn)行了分析,提出了一種快速圖標(biāo)插入轉(zhuǎn)碼器結(jié)構(gòu),并給出了轉(zhuǎn)碼中應(yīng)采用的運(yùn)動(dòng)矢量和宏塊模式優(yōu)化算法。碼率控制算法對轉(zhuǎn)換編碼的性能影響明顯,在大多數(shù)研究文獻(xiàn)中,碼率控制均采用了虛擬緩沖器狀態(tài)作為反饋。在DCT變換系數(shù)的分布模型上,本文提出了一種碼率控制的新思路。從輸入碼流中可以得到前一次編碼的DCT系數(shù)分布,進(jìn)一步可以建立量化參數(shù)和編碼比特?cái)?shù)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型,可以自適應(yīng)的選擇宏塊的量化步長,獲得較優(yōu)的碼率控制性能。信息論和率失真編碼理論是視頻壓縮編碼的基礎(chǔ),本文對相關(guān)的理論做了回顧,對轉(zhuǎn)換編碼的失真問題進(jìn)行了分析。雖然率失真編碼理論非常復(fù)雜,但可為轉(zhuǎn)換編碼策略研究提供指導(dǎo)。本文對轉(zhuǎn)碼策略進(jìn)行了初步研究,提出了基于率失 .

1037957視頻編碼器中SICK的作用DFS60E-S4CL00250高編碼器的檢測精度,對編碼器安裝座的頻率拓?fù)鋬?yōu)化進(jìn)行研究,以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化,并提高其動(dòng)剛度特性。方法依據(jù)編碼器安裝座的實(shí)際工況,利用HyperMesh對編碼器安裝座進(jìn)行有限元前處理。以編碼器安裝座受載節(jié)點(diǎn)的頻響位移小化為優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù),以優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)的體積比為約束條件來構(gòu)建編碼器安裝座的頻響優(yōu)化模型,并使用OptiStruct進(jìn)行求解,同時(shí),采用OSSmooth高效地對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行CAD模型的提取和再分析。結(jié)果由優(yōu)化前后結(jié)果對比可得,編碼器安裝座的動(dòng)剛度值在x方向忽略不計(jì),y方向由2564.25增大到5932.11,z方向由62500.36增大到109 792.54;一階固有頻率由3860.664 Hz顯著增大到8380.32 Hz。結(jié)論該方法不僅改善了編碼器安裝座在工作過程中的動(dòng)態(tài)特性,還降低了編碼器安裝座的制造材料,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)輕量化的目的。碼器的檢測精度,對編碼器安裝座的頻率拓?fù)鋬?yōu)化進(jìn)行研究,以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化,并提高其動(dòng)剛度特性。方法依據(jù)編碼器安裝座的實(shí)際工況,利用HyperMesh對編碼器安裝座進(jìn)行有限元前處理。以編碼器安裝座受載節(jié)點(diǎn)的頻響位移小化為優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù),以優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)的體積比為約束條件來構(gòu)建編碼器安裝座的頻響優(yōu)化模型,并使用OptiStruct進(jìn)行求解,同時(shí),采用OSSmooth高效地對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行CAD模型的提取和再分析。結(jié)果由優(yōu)化前后結(jié)果對比可得,編碼器安裝座的動(dòng)剛度值在x方向忽略不計(jì),y方向由2564.25增大到5932.11,z方向由62500.36增大到109 792.54;一階固有頻率由3860.664 Hz顯著增大到8380.32 Hz。結(jié)論該方法不僅改善了編碼器安裝座在工作過程中的動(dòng)態(tài)特性,還降低了編碼器安裝座的制造材料,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)輕量化的.