基于Ridgelet的运动补偿视频编码的研究

论文摘要

多媒体通信将是新一代通信系统的典型业务和显著特征，而视频编码技术是多媒体技术的基础和核心。在通信环境中，由于通信系统带宽的限制，传输带宽是有限的。要在有限的带宽条件下传输更好质量的视频，就要求视频的编码效率足够高。其中，帧间预测编码技术在编码效率上起着关键的作用。因此，本文对其做了深入的研究，主要工作如下：首先，介绍了视频编码的原理及各视频标准的历史和发展，深入研究了运动估计的基本原理和搜索算法。文中提出了一种新的基于块匹配的运动估计算法：正交菱形运动估计算法。算法由下列两步组成：1)自适应正交法进行粗定位2)菱形精确定位。本文采用了三种视频序列对新算法进行了测试，并把测试结果和全匹配搜索法，菱形搜索法，三步搜索法的测试结果进行了比较。接着，介绍了小波的基本理论，深入研究了EZW，SPIHT等小波压缩算法。使用Claire图像进行了DCT编码和小波编码测试，并对比了在不同量化门限下压缩比(CR)，峰值信噪比(PSNR)和编码时间。最后，介绍了ridgelet的基本理论包括连续ridgelet变换和离散ridgelet变换。文章对基于ridgelet和小波的混合运动补偿视频编码进行了深入的研究。新的混合编码分为两步，运动补偿图像中直线特征采用ridgelet编码即本文提出的对变换大系数采用游程编码的方法，对于剩余图像采用SPIHT编码。实验结果表明，本文中提出的新的运动估计算法的优点在于可以使每个宏块的搜索运算次数大为减少，同时预测的准确性接近三步搜索法和菱形搜索法，这有利于快速提取出帧差图象。同时，对于具有典型线特征的运动补偿帧差图像，本文中提出的混合编码方案在高压缩率下可以取得比基于单小波的压缩方法更好的图片压缩效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.3 研究目的与意义
• 1.4 国内外研究现状
• 第2章 视频编码技术及其标准
• 2.1 引言
• 2.2 数据压缩的必要性和可能性
• 2.3 视频编码器的基本原理
• 2.3.1 削减视频信息中的冗余成分
• 2.3.2 视频编码器的典型结构
• 2.3.3 视频编码的常用方法简介
• 2.4 视频编码国际标准的应用和性能比
• 第3章 运动估计算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 传统常用的方法及分析
• 3.2.1 块匹配算法的基本原理
• 3.2.2 常用算法及分析
• 3.3 一种新的正交菱形运动估计算法（ODS）
• 3.4 测试结果与分析
• 第4章 图像压缩编码算法分析
• 4.1 引言
• 4.2 小波分析理论
• 4.2.1 小波变换
• 4.2.2 多分辨分析
• 4.3 压缩算法分析
• 4.3.1 基于小波变换的图像压缩传输的基本思想
• 4.3.2 小波系数的嵌入式零树编码
• 4.4 实验结果与分析
• 第5章 基于Ridgelet的视频帧差图像编码研究
• 5.1 引言
• 5.2 脊波变换基本理论
• 5.2.1 脊波和连续脊波变换
• 5.2.2 离散脊波变换
• 5.2.3 脊波变换的实现
• 5.3 Finite Ridgelet Transform（FRIT）
• 5.4 基于Ridgelet的运动补偿编码研究
• 5.5 实验结果与分析
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文