视频源播放软件设计与开发硕士论文(编辑修改稿)

视频源播放软件设计与开发硕士论文(编辑修改稿)内容摘要：

容 ...................................................................................... 51 系统测试环境 ...................................................................................... 52 系统测试用例及结果 ...................................................................................... 52 播放功能测试 ...................................................................................... 52 窗口大小设置 ...................................................................................... 57 IV 目 录 帧率设置测试 ...................................................................................... 57 跳转到指定帧测试 .............................................................................. 58 本章小结 .......................................................................................................... 58 第六章 总结与展望 ...................................................................................................... 59 总结 .............. ... .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. 59 对未来工作展望 .............................................................................................. 60 致 谢 .......... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 61 参考文献 ................................................................................................................... 62 V 第一章 引言 第一章 引言 与静态信息相比，动态信息可以分为动化 (animation) 信息和视频 (video) 信 息。 这两种形式的媒体都具有实时运动感和自然真实感。 所携带的信息量更丰富， 也更易于被人们所接受。 在信息时代。 网络和数字信息化应 用日益渗透人们的生 活，多媒体技术的发展也从平面化转向立体化，从单纯的文本到视频、音频的结 合，从单帧图象到连续的动态信息显示。 而其中视频文件的应用，已广泛进入各 个领域。 研究现状及发展态势 视频也称为影象视频，它的运动序列中的每帧画面是由实时摄取的自然景观 或者活动对象转换成数字形式而形成的，一般占用很大的比特数据量 [1]。 “视频采 集 ” 的名称实际上并不准确，因为它并不单单只包含 “采集 ”的过程，采集进来的视 频流还必须进行一系列加工处理，譬如视频压缩，色系转换，噪音剔除等必要的 步骤 ，然后才能形成一个标准的数字视频文件。 为了长久保存，这些视频文件通 常都会被刻录到光盘中或制成可播放的 VCD／ DVD 光盘。 电视信号或录象带 (videotape) 上记录的是连续的图像或视像 (visual image)以 及伴随视像的声音 (audio)或成为伴音信号。 同样，数字视频 (digital video)也包括运 动图像 (visual) 和伴音 (audio)两部分 [2]。 一般说来，视频包括可视图像和可听的声 音，由于伴音处于辅助位置，并且在技术上视像和伴音是同步合成在一起的，因 此具 体讨论时常常把视频和视像等同，而声音或伴音则总是用 audio 来表示。 随着数字化信息的发展，数码相机、数码摄像机等高科技产品的日益更新推 动了视频采集信息手段的多元化、简洁化和个性化的发展。 随着技术的迅速发展， 图像、视频等多媒体数据已逐渐称为信息处理领域中主要的信息媒体形式。 尤其 是视频数据，由于它能记录、保留空间和实践上的对各种信息，使得人们能够以 更逼近自然的方式获得更多的细节内容。 它没有对信息源进行过多的抽象，从而 不像文本描述，虽然刻画了事物某一方面的特征信息，却丢失了许多具体的细节 信 息。 数字视频技术是国家重点发展的信息产业领域的重要组成部分，随着宽带网 络和数字电视的迅速发展，视频点播、交互电视、视频网站等应用需求越来越广 泛，这些应用都将共同面临大量涌现的数字化视频数据。 1 电子科技大学硕士学位论文 选题依据及意义 数字视频处理技术正在高速发展，利用先进的数字技术实施处理视频信号是 必然的发展方向。 在数字视频处理中，通常利用人眼对色度信号不敏感的特性， 将 RGB 基色信号表示为 YUV 色差信号，这样可以适当去掉一些色度信号分量， 而对图像质量不 会产生较大的影响，从而减少图像的数据量。 图像数据存在冗余， 特别是存在的空间冗余使得图像压缩成为可能。 YUV 主要用于优化彩色视频信号的传输，使其向后相容老式黑白电视。 与 RGB 视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的频宽（ RGB 要求三个 独立的视频信号同时传输） [3]。 其中 “Y” 表示明亮度（ Luminance 或 Luma），也就 是灰阶值；而 “U”和 “V”表示的则是色度（ Chrominance 或 Chroma），作用是描述影 像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。 “亮度 ”是透过 RGB 输入信号来建立的， 方法是将 RGB 信号的特定部分叠加到一起。 “色度 ”则定义了颜色的两个方面 ─色 调与饱和度，分别用 U 和 V 来表示。 其中， U 反映了 RGB 输入信号红色部分与 RGB 信号亮度值之间的差异。 而 V 反映的是 RGB 输入信号蓝色部分与 RGB 信号 亮度值之间的差异 [4]。 采用 YUV 色彩空间的重要性是它的亮度信号 Y 和色度信号 U、 V 是分离的。 如果只有 Y 信号分量而没有 U、 V 分量，那么这样表示的图像就是黑白灰度图像 [5]。 彩色 电视采用 YUV 空间正是为了用亮度信号 Y 解决彩色电视机与黑白电视机的兼 容问题，使黑白电视机也能接收彩色电视信号。 随着多媒体技术的飞速发展，各种各样的图像压缩方法不断涌现，如 DCT 编 码，小波变换编码，分型编码等，但是由于缺乏对图像本质属性，特别是图像控 件冗余度的分析和研究，类似的压缩方法的选择和使用具有较大的盲目信。 目前 YUV 格式是最常用的视频信号播放格式。 虽然目前市面上有很多种功能强大的播放器，但是任然没有一种能够直接播 放 YUV 格式的视频源序列，这对研究视频压缩编码率 的工作带来了很大不便，使 得他们不能直接用肉眼观察到视频源序列的内容而只能用程序分析其中的数据。 本次设计的播放器可以让研究人员直观地感受视频源序列经过编码和解码后 与未处理时产生的差异，而不仅仅只能看到一串串数据。 研究思路及方法 在研究方法方面，论文研究综合采用文献理论研究、实验设计验证对比等研 究方法对视频源播放软件系统设计深入分析研究，实现了基于 MFC 的视频源序列 播放器的软件设计，论文主要研究思路如下： 2 第一章 引言 （一）视频源播放软件系统文献理论研 究 主要对视频源播放软件系统设计原理、 YUV 格式技术、 MFC 技术框架、系统 架构技术等相关技术进行分析研究。 通过互联网和图书馆查阅了有关视频源播放 软件系统设计方面的研究文献，掌握了国内外以往的研究成果及最新的研究动态， 获取了相关的资料，为论文写作提供了理论基础和参考依据。 （二）视频源播放软件系统实验验证对比 主要是对视频源播放软件系统需求、信息处理业务流程、存在问题及信息发 布主要需求进行实地调查研究，基于视频源播放软件系统需求，详细阐述了如何 实现颜色空间转换模块，分辨率设置模块和播放等功 能，并给出了关键部分的代 码，在此基础上进行实验论证对比。 论文总体研究内容示意图如图 11 所示： 图 11 论文总体研究内容示意图 本文内容结构安排 本论文的研究工作为 MFC 为基础，设计一个视频源序列的播放软件。 先详细 分析研究视频播放所要设涉及的一些基础知识，然后完成软件设计及实现。 论文 包括引言、系统设计理论与技术、系统概要设计、系统功能模块详细设计实现以 及系统测试章节，论文各章节主要研究内容如下： 第一章为引言部分， 包括研究背景及意义、论文主要研究内容与意义、研究 思路及方法以及论文的总体结构安排。 第二章为系统设计相关技术研究章节，简要介绍视频播放技术的预处理知识， 3 电子科技大学硕士学位论文 YUV 格式技术、 MFC 技术框架、系统架构技术等相关技术。 第三章系统地介绍了视频源序列播放器的构成，并为各模块功能的实现提出 了解决办法，为详细设计做好了准备。 第四章为论文核心章节，详细设计实现视频源序列播放器各模块功能如何实 现，并给出了关键部分的代码。 第五章完成了对程序各功能的测 试，包括测试内容及环境，测试用例及结果 情况。 第六章对全文进行了总结。 简要概述软件已经达到的主要功能，并对论文下 一步研究进行了展望。 4 第二章 系统设计相关技术研究 第二章 系统设计相关技术研究 视频播放技术 系统图像分辨率 包括设备分辨率、网屏分辨率、图形分辨率、扫描分辨率和位分辨率。 设备分辨率 (Device Resolution)：又称输出分辨 率 ,指的是各类输出设备每英寸 上可 设备分辨率 产生的点数，如显示器、喷墨打印机、激光打印机、热蜡打印 机、绘图仪的分辨率。 这种分辨率通过 DPI 这个单位量来衡量，一般来讲， PC 显 示器的设备分辨率在 60 至 120DPI 之 间。 而打印设备的分辨率则在 180 至 720DPI 之间。 网屏分辨率 (Screen Resolution):又称网屏幕频率，指的是打印灰度级图形或分 色所用 网屏分辨率 的网屏上每英寸的点数。 这种分辨率通过每英寸的行数 (RPI) 来标定。 图形分辨率 (Image Resolution):指的是图形中存储的信息量。 这种分辨率有多 种衡量方 图形分辨率 法，典型 图像数字化 人类传递信息的主要媒介是语音和图像。 据统计，在人类接受的信息中，听 觉信息占 20%，视觉信息占 60%，其他如味道。 嗅觉总的加起来不过 20%。 所以， 作为传递信息的重要媒体和手段一图像信息是十分重要的，俗话说 “百闻不如一见 ” “一目了然 ”，这都反应了图像在传递信息中的重要地位。 具有视觉效果的画面都可以称为图象。 根据记录方式的不同，图像可以分为 两大。