基于视频编码标准H.264的快速算法研究及分析

论文摘要

随着视频压缩算法的日益成熟,编码标准的相继推出,有力的支持了视频通信的发展。尤其是H.264标准的提出,它可以在保证相同的图像质量的前提下,比H.263（Baseline）和MPEG-4（SP）节省多达50%的码流。但是由于H.264中引入了多种新的编码技术,使得编解码的计算量急剧增加。如何降低H.264复杂度,使得它可以有效地应用在实际的通信系统中,已经成为学术界普遍关注的课题。本文针对H.264运动估计过于复杂的特性,提出了适应于H.264的运动估计算法,以便降低运动估计的复杂度,提高编码的速度。本文首先介绍视频编码的标准的发展历史和其特点,H.264新的特性并比较了H.264相比于H.263, MPEG-4的高效性。接着,全面研究分析了H.264下运动估计所涉及的技术问题并对有关问题做了实验分析,为快速算法设计得出了一些有益的结论。文章的重点是通过深入分析快速运动估计算法中的若干关键问题,同时借鉴PMVFAST（Prediction Motion Vector Field Adaptive Search Technology）等快速运动算法研究的优点,从搜索模式和加速策略方面做了改进,并且结合H.264编码特点,提出了一种适应于H.264的运动估计算法——优化模式算法（OMS-Optimization Mode Search）,并通过实验表明,该算法取得了比较好的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 视频编码的标准的发展概述
• 1.2.1 H.261 标准[ITU，1993]
• 1.2.2 H.263 标准[ITU，1996]
• 1.2.3 MPEG-1 标准[ISO，1991]
• 1.2.4 MPEG-2/H.262 标准[ISO，1995]
• 1.2.5 MPEG-4 标准[1SO,1998]
• 1.2.6 H.264/AVC 标准[ISO，2003]
• 1.3 本文所做的工作
• 1.4 文章的内容安排
• 第二章 H.264 编码标准概述
• 2.1 H.264 标准框架
• 2.2 H.264 的新特性
• 2.2.1 基于预测编码的时间域编码
• 2.2.2 基于变换编码的空间域编码
• 2.2.3 基于预测编码的空间域编码
• 2.2.4 基于哈达码变换的频域编码
• 2.2.5 熵编码
• 2.2.6 强的鲁棒性
• 2.3 性能分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 快速运动估计算法
• 3.1 运动模型
• 3.2 估计方法
• 3.3 估计精度
• 3.4 搜索块形状
• 3.5 多帧预测
• 3.6 快速算法分析
• 3.6.1 全搜索FS 算法
• 3.6.2 二维对数法
• 3.6.3 三步搜索法
• 3.6.4 MVFAST 和PMVFAST 算法
• 3.7 本章小结
• 第四章 运动估计的算法的优化和实现
• 4.1 快速算法设计与实现
• 4.1.1 算法的设计
• 4.1.2 算法的实现
• 4.1.3 性能的比较分析
• 4.2 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 有待研究的工作和展望
• 附录
• 硕士期间所发表得论文情况
• 致谢