H.264可伸缩视频编码层间预测的研究

论文摘要

随着视频编码技术的进步,以及网络基础设施、储存器容量和计算机性能的发展,视频应用大量增加。同时,随着精神文明建设的进步,以图像和视频为载体的信息传播日趋普遍化。通常,同一信源内容会被大量性能不同的终端访问,从屏幕较小且处理能力有限的手机到具有高清显示设备且性能优秀的个人电脑不等。因此要求服务器提供以不同图像尺寸、不同帧率和不同码率编码的视频码流。基于H.264/AVC标准的可伸缩视频编码(SVC)通过时间、空间和质量三个维度的伸缩编码机制,实现了视频码流的伸缩,可满足异构网络中不同终端的需求。本文首先介绍了可伸缩视频编码,SVC通过移除编码码流中部分比特信息来满足具有不同处理能力的终端用户的各种请求或适应各种网络环境。第二章详述了H.264/AVC编解码器原理,重点分析了其采用的关键编码技术,包括预测编码技术、变换编码技术、熵编码技术及去块滤波技术。文章接着详细阐述了可伸缩视频编码采用的时间、空间和质量三个维度的伸缩机制:基于分层B预测编码结构的时间伸缩性提高了编码性能;层间运动和残差预测提高了空间和质量伸缩编码的性能;使用关键帧有效的控制了质量伸缩编码的漂移效应;采用单运动补偿环路解码策略降低了解码复杂度。最后通过实验仿真分析了各伸缩维度的编码性能。通过分析传统的采用简单插值滤波器实现的层间帧内预测编码的性能,结合四叉树结构提出了层间帧内预测的改进算法,实现了基本层上采样重建图像的自适应维纳滤波,并仅针对需要滤波的区域重新设计了滤波器,提高了层间预测的精度。最后通过实验仿真分析了该自适应滤波算法的编码性能。为了进一步提高帧内预测编码的性能,并弥补单独使用空间或时间预测的不足,提出了基于运动搜索概念的帧内预测改进算法。最后通过实验仿真分析了该算法的编码性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 H.264/AVC 编解码器原理
• 2.1 H.264/AVC 概述
• 2.2 H.264/AVC 预测编码
• 2.3 H.264/AVC 变换编码
• 2.4 H.264/AVC 熵编码
• 2.5 去块滤波
• 2.6 本章小结
• 第3章 可伸缩视频编码性能分析
• 3.1 可伸缩视频编码概述
• 3.2 时间可伸缩性
• 3.3 空间可伸缩性
• 3.4 质量可伸缩性
• 3.5 组合可伸缩性及SVC 档次
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于自适应滤波技术的层间帧内预测改进算法
• 4.1 维纳滤波器
• 4.2 基于自适应滤波技术的层间帧内预测的改进算法
• 4.3 实验仿真结果
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于运动搜索概念的帧内预测的改进算法
• 5.1 时-空预测概述
• 5.2 基于运动搜索概念的帧内预测的改进算法
• 5.3 实验仿真结果
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢