MPEG-2到AVS视频转换编码码率控制策略研究

论文摘要

随着数字音、视频及多媒体技术的发展,视频编码技术得到快速发展。应用于不同领域的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.26x等国际编码标准以及我国自主开发的AVS视频压缩编码标准相继出台。为了适应用户终端的多样性以及网络自身的传输特性,需要将已压缩的视频码流进行转换,即转换编码,以实现网络间的资源共享。将经过压缩的视频数据进行远程传输时,需要考虑网络拥塞、信道带宽及终端处理能力。码率控制策略的目的就是通过调整编码端的编码参数,保证信道正常传输,并获得尽可能好的图像质量。作为对视频转换编码及码率控制研究的基础,本文首先对转换编码结构以及MPEG-2和AVS视频编码标准建议的码率控制策略进行了介绍。接着,对影响输出码率的因素和码率控制中关键问题进行了分析,为提出新的码率控制算法打下基础。论文在分析两个编码标准特点和解码信息基础上,提出了适用于MPEG-2到AVS转换编码的码率控制算法。包括:帧层比特分配策略优化,即根据解码信息,给不同复杂度的帧分配不同编码比特数;宏块层目标编码比特数实现算法,即利用ρ域线性源模型建立量化与比特率准确关系。最后,结合AVS编码标准建议的码率控制策略及本文提出的改进算法,实现了输出码率的有效控制。课题组开发了将MPEG-2标准的DVD码流转换为AVS标准TS流的视频转换编码系统。本文第二部分总结了已完成的基于DirectShow的AVS TS流播放器软件开发工作,包括一路AVS节目音视频流的分割模块和AVS视频流解码模块的设计和实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 1. 课题背景
• 2. 论文主要研究内容
• 3. 论文的构成
• 第一章 视频转换编码码率控制
• 1.1 引言
• 1.2 视频转换编码技术
• 1.3 TM5 码率控制算法
• 1.3.1 目标比特分配
• 1.3.2 码率控制
• 1.3.3 自适应量化
• 1.4 AVS码率控制算法
• 1.4.1 图组层码率控制
• 1.4.2 帧层码率控制
• 1.4.3 基本单元层码率控制
• 1.5 转换编码码率控制技术
• 1.5.1 引起码率变化的因素及码率控制策略分类
• 1.5.2 转换编码码率控制的关键环节
• 1.6 小结
• 第二章 MPEG-2 到AVS转码帧层目标比特分配算法研究
• 2.1 图像复杂度的表征
• 2.2 转换编码帧层目标比特分配策略
• 2.2.1 帧层码率控制框架
• 2.2.2 帧层码率控制算法
• 2.3 AVS码率控制策略存在的局限性及改进
• 2.4 实验结果及其分析
• 2.4.1 实验结果
• 2.4.2 实验结果分析
• 2.5 小结
• 第三章 MPEG-2 到AVS转码宏块层目标比特实现算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 ρ域线性源模型
• 3.3 整数DCT变换系数分布模型
• 3.4 转码中ρ域线性源模型的建立
• 3.5 基于ρ域线性源模型的宏块层目标比特实现算法
• 3.6 实验结果及其分析
• 3.7 小结
• 第四章 基于DirectShow开发多媒体应用的原理
• 4.1 DirectShow系统基本原理
• 4.2 过滤器组件基本原理
• 4.2.1 COM基本原理
• 4.2.2 过滤器的基本信息
• 4.2.3 过滤器的连接
• 4.2.4 过滤器的数据传送
• 4.2.5 媒体定位的实现
• 4.2.6 音视频同步解决方案
• 4.3 基于COM的过滤器设计
• 4.4.DirectShow应用程序的开发过程
• 第五章 基于DirectShow的AVS播放器设计
• 5.1 引言
• 5.2 播放器的需求分析和框架设计
• 5.3.AVS音视频分离过滤器的设计
• 5.3.1 AVS音视频分离过滤器的逻辑部分设计
• 5.3.2 AVS音视频分离过滤器的连接和媒体类型生成
• 5.3.3 同步和随机定位的实现
• 5.4.AVS视频解码过滤器的设计
• 5.4.1 CAVSDecoder的设计和参考解码器的修改
• 5.4.2 AVS视频解码过滤器的连接和媒体类型生成
• 5.4.3 AVS视频解码过滤器的视频解码过程
• 5.5 应用程序的开发以及Filter的调试
• 5.6 实验结果
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢