下一代视频编码标准中的关键算法研究

论文摘要

下一代视频编码标准H.265是视频编码专家组VCEG于2005年提出的长远规划,计划于2005-2008年间完成对H.265的完整需求定义并开始详细算法的设计。在技术研究进展顺利的情况下,将于2009-2010年间完成H.265标准的制定和发布。H.265标准的制定主要是围绕着现有的视频编码标准H.264,在保留原来的某些技术的同时也对一些相关技术加以改进,并增加了一些新技术。这些技术可以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系,以求达到最优化设置。本文则是基于这些技术,优化自适应预测误差算法,提高编码速度。本文首先简要介绍了视频编码的必要性和可行性、视频编码标准的发展历程、下一代视频编码标准的当前研究现状。接着介绍了当前视频编码标准H.264的主要功能模块,并从码率控制和实际应用两个方面分析了H.264的不足。然后介绍了下一代视频编码标准的关键技术,并对空间域和频率域的自适应预测误差编码进行了详细的分析。在已有的自适应预测误差编码的快速模式决策算法的基础上,本文提出了一种基于上下文的自适应预测编码域算法,该算法可以根据得到的块的边缘信息自适应地预测当前块的边缘方向,以确定它的编码域。最后,对本文提出的算法进行了大量的实验,结果表明,本文改进的快速模式决策算法不但可以降低编码的复杂度,而且可以提高编码效率,并且具有一定的自适应性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.1.1 视频压缩编码的必要性
• 1.1.2 视频压缩编码的可行性
• 1.2 视频压缩标准技术发展现状
• 1.2.1 MPEG和H.26x标准系列
• 1.2.2 下一代视频编码标准的国内外研究现状
• 1.2.3 下一代视频编码标准的技术展望
• 1.3 本文的研究内容和结构安排
• 第二章 H.264视频编码标准和技术研究
• 2.1 H.264视频编码标准简介
• 2.1.1 H.264视频编码标准中编码器和解码器的特点
• 2.1.2 帧内预测
• 2.1.3 帧间预测
• 2.1.4 整数变换
• 2.1.5 量化技术
• 2.1.6 熵编码技术
• 2.1.7 环路去方块滤波
• 2.1.8 码率控制
• 2.2 H.264视频编码标准的不足
• 2.2.1 码率控制中存在的问题
• 2.2.2 应用中的不足及需求
• 2.3 小结
• 第三章 下一代视频编码标准H.265中的关键算法
• 3.1 H.265视频编码标准的研发目的及基本算法
• 3.1.1 H.265视频编码标准的研发目的
• 3.1.2 H.265视频编码标准的基本算法
• 3.2 H.265视频编码标准中的关键算法
• 3.2.1 1/8像素精度运动补偿预测
• 3.2.2 运动矢量竞争机制
• 3.2.3 自适应量化矩阵选择
• 3.2.4 自适应插值滤波器
• 3.2.5 模式无关的变换定制和帧内编码
• 3.2.6 可分离自适应滤波器和方向性自适应滤波器
• 3.2.7 空间域和频率域的自适应预测误差编码
• 3.3 空间域和频率域的自适应预测误差编码算法
• 3.3.1 算法介绍
• 3.3.2 空间域的量化器设计
• 3.3.3 熵编码
• 3.3.4 边信息的编码
• 3.3.5 1/8像素位移矢量的应用
• 3.4 小结
• 第四章 快速决策自适应预测误差编码算法的改进
• 4.1 快速决策自适应预测误差编码算法
• 4.1.1 基于块的快速决策自适应预测误差编码算法
• 4.1.2 基于宏块的快速决策自适应预测误差编码算法
• 4.2 快速决策自适应预测误差编码算法的改进
• 4.2.1 基于块并考虑上下文的自适应预测编码域算法
• 4.2.2 基于宏块并考虑上下文的自适应预测编码域算法
• 4.3 实验结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献