基于降低时间分辨率的转换编码方法

论文摘要

多媒体技术实用化的关键技术之一是解决数字视频、音频数据量大与数字存储媒体承载能力和通信网络带宽的矛盾，其解决的途径主要是压缩。为此，国际上先后制定了视频、音频编码标准：MPEG-1和MPEG-2。这两个标准的制定使得基于CD-ROM的数字视频和数字电视成为可能。为了满足视频会议、可视电话等低比特率传输的需要，又相继出现了H.261、H.263、MPEG-4等编码标准。目前，新一代的视频编码标准H.264已经广泛流行。这些应用于不同领域的编码标准，在语法、压缩效率、输出码率和主要编码技术上存在着差异，但它们具有相似的压缩算法，如：帧间运动补偿（MC，Motion Compensation）、帧内DCT和量化等。这些相似性为支持不同系统、实现网络间资源共享的转换编码创造了条件。视频的转换编码是指对已经压缩编码的视频码流进行再处理，使经过处理后的数据符合接收端的要求。本文所做的工作主要有：介绍了视频编码的框架、相关概念、原理，对视频压缩编码流程中各项环节进行较全面的解释。由于视频序列在时间上有很强的相关性，利用运动估值（ME，Motion Estimation）和运动补偿技术可以有效的去除视频序列帧间冗余，所以本文在这部分主要介绍了视频压缩的核心技术运动估值和运动补偿的概念及原理。对当前热门H.264标准进行了较为系统的介绍，包括编码器整体结构及各个模块基本算法的描述。对H.264标准中采用到的新技术，如多参考帧技术、块大小灵活技术、帧内预测技术等进行了详细的描述。讨论了视频转换编码中的多种转换结构。视频转换编码主要分为视频编码流码率变换编码、视频编码流分辨率转换编码和视频编码流句法转换编码。在视频编码流分辨率转换编码中，为了进一步减少时间分辨率，文中提出了一种动态跳帧机制，这种机制具有广泛的适用性。由于在转换编码中，简单的重新使用输入运动矢量会造成视频质量的下降，因此，文中在动态跳帧转换编码的基础上进一步提出了运动矢量修正问题，根据视频序列中帧与帧之间累计的运动矢量大小来调整运动矢量修正范围的大小。仿真结果表明，该方法对运动矢量的估值修正比传统的运动矢量重估值法能够提高图像的信噪比。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 视频编码标准发展概况和主要技术
• 1.3 本文主要工作
• 参考文献
• 第二章 视频编码的基本原理
• 2.1 视频编码系统概述
• 2.2 视频压缩基本方法
• 2.2.1 离散余弦变换
• 2.2.2 量化
• 2.2.3 可变长编码
• 2.3 视频编码中的帧内编码
• 2.3.1 帧内、帧间编码的模式选择
• 2.3.2 帧内编码
• 2.4 视频编码中的帧间编码
• 2.4.1 帧间预测的依据
• 2.4.2 运动估值
• 2.5 视频编码中的运动补偿
• 2.5.1 运动补偿帧间预测
• 2.5.2 运动补偿的基本原理
• 2.6 视频编码方案
• 2.7 本章小节
• 参考文献
• 第三章 H.264标准编码框架的算法分析
• 3.1 H.264编码标准简介
• 3.1.1 H.264编码制定和发展过程
• 3.1.2 H.264编码标准新技术简介
• 3.2 H.264编码标准新技术
• 3.2.1 帧内预测编码模式
• 3.2.2 帧间预测编码模式
• 3.2.3 整数DCT变换
• 3.2.4 熵编码
• 3.3 本章小结
• 参考文献
• 第四章 视频转换编码框架解析
• 4.1 引言
• 4.2 实现码率转换编码器结构
• 4.2.1 开环型码率转换器
• 4.2.2 像素级联型码率转换器
• 4.2.3 简化转换编码器
• 4.2.4 转换编码中的运动重估值
• 4.3 视频码流分辨率下变换
• 4.3.1 空间分辨率转码
• 4.3.2 时间分辨率转码
• 4.4 实现码流句法转换编码
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 降低时间分辨率的转换编码方法
• 5.1 降低时间分辨率的转换编码器结构
• 5.2 降低时间分辨率跳帧策略
• 5.2.1 传统的降低时间分辨率跳帧策略
• 5.2.2 改进的降低时间分辨率跳帧策略
• 5.3 降低时间分辨率的跳帧策略
• 5.3.1 双线性内插法
• 5.3.2 前向主向量选择法
• 5.3.3 前向向量法
• 5.4 跳帧情况下运动矢量的重新修正
• 5.4.1 传统的跳帧情况下运动矢量的重新修正
• 5.4.2 改进的运动矢量重新修正的方法
• 5.5 仿真结果
• 5.6 本章小结
• 参考文献
• 第六章 总结与展望
• 作者在攻读硕士期间发表的论文
• 致谢