《图片解码研究及嵌入式GIF解码器设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《图片解码研究及嵌入式GIF解码器设计与实现（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要图片浏览功能在嵌入式设备中的应用越来越广泛，图片解码器是图片浏览功能实现的关键，关系到图片浏览的效果和性能。嵌入式图片解码器的设计必须结合系统的软硬件特性，保证最终的结果符合应用需求，性能优良且运行稳定。本文采用理论研究与实例开发相结合的方式，选取了文件结构和算法思想上彼此相似的G 和P N G 图片为对象，研究了文件解析、算法实现、码流传输和图象处理等问题，制定了解码器的总体设计方案。然后以G 解码器为例，研究了软件设计中的关键问题和具体实现方法，解码器在仿真平台和实际平台上都通过了测试，达到了预期的效果，为P N G 等类似解码器的开发提供了参考，缩短了软件开发的周期。不同于一般环境下
2、的程序开发，嵌入式系统中除了考虑解码器的自身功能外，还要考虑时间和空间的开销；解码器的设计要灵活，以便根据上层应用的要求进行调整；模块的程序开发也要有利于调试分析和错误定位。关键字：嵌入式图片解码无损压缩G I FA b s t r a c tT h e 印p l i c a t i o no fp i c t u r eb r o w s i n gi sm o r ea n dm o r ep o p u l a ri ne m b e d d e de q u i p m e n t ，p i c t u r ed e c o d e ri sm ek e yt 0t h ei m p
3、l e m e n t a t i o no fp i c t u l l eb r o w s i n gm n c t i o nw h i c hr e f l e c t st h ee f f e c ta n dp e r f o m a n c e D e s i g no fe m b e d d e dp i c t u r ed e c o d e rm u s tc o n s i d e rt h es o m V a r e 粕dh a f d w a r ec h a r a c t 喇s t i cb a S e do ns y S t 锄i no r d e r
4、t 0g u a r a m e et h er e s u l tm e e tt h ea p p l i e dn e e d ，n o to n l yt h ef h n c t i o ni sc h o i c e n e s sb u ta l s ow o f k ss t a b l y T h ep 印e ru s e dt h ew a yo fc o m b i n i n gt h e o d e Sr e s e 部c hw i t hs 0 1 i dd e V e l o p m e n te X 锄p l et o g e t h e r ，s e l e
5、c t e dG 正a I l dP N Ga Sr e s e a r c ho b je c tw h i c ha r es i m i l a rb o t hi ns t n l c t u r ea 1 1 d 撕m m e t i ci d e a ，r e s e a r c h e dd o c 啪e n tp a r s i n g ，a r i t e t i ci m p l e m e n t a t i o n ，c o d es t r e 锄仃锄s m i s s i o n ，p i c m r ep r o c e s s i n g 加ds o0 n ，e
6、 s t a b l i s h e dm et o t a ld e s i 印p r o je c to fd e c o d e r T h e n ，t a k i n gG 1 Fd e c o d e ra sa ne x 锄p l e ，r e s e a r c h e dt h ek e yp r o b l e m sa 1 1 di m p l e m e I l t a t i o nm e t h o do fs o 觚a r ed e s i 印，t h ed e c o d e rh a sp a s s e dt h et e s tb o t hi 1 1s
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9、ot h er e q u e s to fm eu p p e r 印p l y1 a y e r ；d e s i 印o fp r o 伊a mu n i ts h o u l db ea d V a n t a g e o u st od e b u ga n da n a l y s i s ，a n da l s ot h em i s t a k ef i n d i n g K e y w o r d s ：E m b e d d e dT h ep i c t u r ed e c o d i n gL O s s I e s sc o m p r e s s i o nG l
10、 F西安电子科技大学学位论文独创性( 或创新性) 声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名：骓日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在
11、校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。 本人签名：鼽日期：导师签名：第一章绪论第一章绪论1 1 课题来源和选题依据随着嵌入式技术的不断发展进步和嵌入式处理器的不断升级，多媒体终端设备的功能越来越强，市场上出现了大量集音视频播放、图片和文本浏览、录音和摄像、以及接收无线电视信号于一体的消费类电子产品，比如M P 4 和数码像框。 M P 4 播放器支持的图片格式已由
12、基本的B 和皿E G 向包括G 和P N G 在内的多种格式发展，实际中的软件开发工作要求配合图片浏览器应用，基于现有的多媒体芯片设计G 和P N G 解码器。所以，对嵌入式G 和P N G 解码器设计与实现的研究很有必要和价值，是课题的直接来源。多媒体播放器各应用模块的开发需要对应编解码库的配合，图片浏览模块的开发也不例外，浏览器功能和性能的优劣主要由解码库的质量决定，解码库相当于系统的软件驱动，作用非常重要。为了完成解码库的开发并使其功能和性能满足应用要求，需要从图片的组成结构、算法原理和解码实现方法等方面进行研究。G 和P N G 图片在文件解析和算法思想上具有一定的相似性，可以作为共同
13、的研究对象，通过对该类解码器的分析研究并具体设计实现其中的一种，可以为后续解码器的开发提供借鉴，缩短软件开发的周期。本文之所以选取G 解码器作为设计对象，一是因为G 文件结构较为清晰，且算法单一，实现起来相对容易；二是G 格式解码后的图象处理、程序开发流程以及模块划分都包含着基本的设计实现思想，最具有典型性。而且，类似的解码器设计还可以在G 的基础上进行改进和完善，以降低丌发风险。1 2 国内外同类课题研究现状国内外对G 正和P N G 格式图片的解码主要是基于P C 端的软件开发，许多图片浏览软件，比如常见的p h o t o s h o p 、A C D 以及操作系统自带的图片查看器都支持
14、这两种图片的浏览，但这些软件侧重图片的浏览应用，不涉及图片解码开发这一层面。通常，解码程序是直接或以库的形式提供给应用者使用，应用者不需要关心解码程序的设计，而是由解码库的开发者根据协议扩展的要求来维护和升级程序版本。这样，设计出的解码器通用性比较强，避免了二次开发的困难。国内对这两种图片解码的研究相对较少，主要是多媒体芯片的软件开发公司2图片解码研究及嵌入式G I F 解码器设计与实现出于嵌入式系统中媒体功能开发的实际需要和一些教学研究。嵌入式图片解码器的开发和在P C 端开发有很大区别，前者需要考虑多媒体芯片自身的软硬件特性， 程序设计和解码的实现方法可以多种多样，比如：基于锄和基于Z S
15、 P 处理器的区别、有操作系统和没有的区别；后者只是针对单一的P C 环境，设计工作主要是在原有基础上的升级，很少对系统和实现方法进行考虑，不能在嵌入式系统中实现。所以，基于芯片本身的图片解码器设计与实现是研究的主要问题。1 3 论文内容安排本文选取了工作中具有实际意义并彼此相关的两个图片解码器开发作为论文内容，包括以下几个部分：第二章介绍了G 和P N G 两种图片格式的组成结构和特点，针对系统特性从解码器角度对文件解析中采用的方法和要注意的问题进行了分析研究。第三章分析了L Z W 、L Z 7 7 、H U F F N A N 压缩算法的原理，研究了压缩和解压缩的实现方法和应用中的关键问
16、题，最后研究了D E F L A T E 算法实现的可行性。第四章基于解码器设计所依托的嵌入式开发平台，结合系统的软硬件特性对解码器设计提出了具体要求和限制，并制定了解码器的设计方案。第五章研究了G 解码器的设计过程，以模块为单位设计了解码器程序，包括码流传输、文件解析、解压缩算法实现和图象处理等，最后设计了解码库的接口，对库进行测试并对结果进行了分析。第六章分析了解码研究和解码器设计的现状和成果，以及实现特色与技术创新，提出了设计中的不足，并展望了解码器未来的设计方向。第二章文什格式解析第二章文件格式解析文件格式体现着不同图片的特性和功能，掌握文件内部的数据块组成是研究图片形成机制和解析方法的基础，也是设计图片解码器必须经历的过程。本章将介绍G I F 和P N G 格式图片的内部结构和特点，并从解码角度来分析各数据块的解析方法，以及如何使用和处理解析出的图象信息。2 1 1G I F 格式分析2 1G I F 文件解析G ( G r 印1 1 i c sI I l t e r c h a n g eF o m a t ，
