基于H.264/AVC的视频传输相关技术研究

论文摘要

本文在对H.264标准的技术特点和差错隐藏技术进行分析的基础上,从视频应用的实时性、率失真模型有效性和传输可靠性三个方面对H.264进行了优化。从实时编码的角度考虑,由于H.264性能的提高是以增加算法的计算复杂度为代价的,为了满足实时性的应用需求,需要对其中的耗时模块进行改进和优化以降低计算复杂度。本文对H.264的帧内预测模式进行了研究,提出了基于边缘特征的快速帧内模式选择算法,降低了计算复杂度。从有效传输的角度考虑,对H.264的整数变换交流系数建立准确的统计分布模型对于编码效率的提高具有重要意义。本文在分析交流系数的统计分布特性的基础上对经典的拉普拉斯率失真模型进行改造,提出了亮度、色度分离的柯西分布率失真模型,更好地描述了实际的率失真曲线。由于信道拥塞与噪声干扰等因素,传输过程中分组丢失和误码的产生不可避免,而高效压缩后的视频数据对分组丢失和误码非常敏感,因此从可靠传输的角度考虑,必须采用相应的措施提高视频传输的容错能力。本文在分析现有差错隐藏技术的基础上,充分考虑空间相关性和时间相关性,针对H.264标准提出了改进的空域、时域和时空自适应后处理差错隐藏算法,提高了编解码系统的鲁棒性,具有一定的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究方向的提出
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 视频编码标准发展历程
• 1.2.2 视频编码标准H.264/AVC
• 1.3 研究目标及拟解决关键问题
• 1.4 本文结构安排
• 第二章 H.264 视频编码标准介绍
• 2.1 引言
• 2.2 标准H.264 的技术特点
• 2.2.1 帧内预测
• 2.2.2 整数变换与量化
• 2.2.3 帧间预测编码
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于边缘特征的H.264/AVC 帧内模式选择算法研究与实现
• 3.1 引言
• 3.2 帧内预测复杂度分析及快速算法思路
• 3.2.1 帧内预测算法及预测模式
• 3.2.2 帧内预测快速算法思路分析
• 3.3 基于边缘特征的快速帧内模式选择算法
• 3.3.1 原理分析
• 3.3.2 边缘特征提取
• 3.3.3 算法描述
• 3.4 实验结果及分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于H.264/AVC 的独立率失真模型的研究与实现
• 4.1 引言
• 4.2 视频率失真模型
• 4.2.1 码率表达
• 4.2.2 失真度表达
• 4.2.3 率失真模型
• 4.3 实验结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 差错隐藏技术简介
• 5.1 引言
• 5.2 图像质量评价方法
• 5.2.1 峰值信噪比（PSNR）
• 5.2.2 基于结构失真的图像质量评价（SSIM）
• 5.3 差错隐藏方法
• 5.3.1 预处理差错隐藏
• 5.3.2 后处理差错隐藏
• 5.3.3 交互式差错隐藏
• 5.3.4 其他差错隐藏方法
• 5.4 标准H.264 的差错隐藏技术
• 5.4.1 后处理差错隐藏综述
• 5.4.2 灵活宏块排序
• 5.4.3 差错隐藏算法
• 5.5 本章小结
• 第六章 基于方向敏感度的双线性空域插值隐藏法
• 6.1 引言
• 6.2 标准中I 帧差错隐藏简介
• 6.3 基于方向敏感度的双线性插值隐藏算法
• 6.3.1 方向敏感度的定义
• 6.3.2 基于方向敏感度的插值原理
• 6.3.3 算法描述
• 6.4 实验结果及分析
• 6.5 本章小结
• 第七章 基于边缘方向特征的自适应空域隐藏算法
• 7.1 引言
• 7.2 基于边缘方向特征的自适应空域隐藏算法
• 7.2.1 边缘检测
• 7.2.2 基于平坦宏块（无边缘宏块）的插值隐藏算法
• 7.2.3 基于边缘宏块的插值隐藏算法
• 7.2.4 亚像素插值
• 7.2.5 算法描述
• 7.3 实验结果及分析
• 7.4 本章小结
• 第八章 基于方向判决和预测边界匹配准则的时域隐藏算法
• 8.1 引言
• 8.2 基于方向判决和预测边界匹配准则的时域隐藏算法
• 8.2.1 基于方向判决的预测运动矢量集
• 8.2.2 预测边界匹配准则
• 8.2.3 算法描述
• 8.3 实验结果及分析
• 8.4 本章小结
• 第九章 自适应时空域切换差错隐藏法
• 9.1 引言
• 9.2 自适应时空域切换差错隐藏法
• 9.2.1 增强型模式估计
• 9.2.2 算法描述
• 9.3 实验结果及分析
• 9.4 本章小结
• 第十章 总结与展望
• 10.1 论文主要研究工作及技术创新
• 10.1.1 研究工作
• 10.1.2 创新点
• 10.2 展望与设想
• 参考文献
• 硕士研究生期间论文发表情况
• 致谢