Wyner-Ziv到AVS视频转码器研究与设计

论文摘要

AVS1-P2是中国音视频编码标准（简称AVS）工作组发布的最新的视频编码标准。它采用了运动补偿混合编码框架,在该框架下,帧内预测与帧间预测均在编码端完成,用于消除空间和时间的相关性。由于预测编码使用运动估计（ME）,这是一个复杂计算的过程,所以视频编码器通常比解码器复杂。这种架构适用于如下的应用,如广播,视频点播。它们都有一个共同的特点,视频序列仅编码一次,而解码多次。然而,如今出现一些新兴的应用,如无线视频监控、低功耗视频传感器网络和移动摄像手机,只有有限的资源和计算能力,它们不能负担起一个复杂的编码器。分布式视频编码（DVC）作为一种新的编码方法,可实现帧内编码和帧间解码,从而使复杂度从编码端转移到解码端。它是一个很有前途的技术,对于由移动多媒体设备,如无线视频电话摄像头和传感器网络压缩的视步信号源来说。AVS非常适合一个低解码复杂度的应用,同时DVC非常适用于需要低编码复杂度的应用。然而,在某些应用中,在编码端与解码端同时需要低复杂度,对于这种情况,AVS和DVC均不适用了。一种解决方案就是使用一个从Wyner-Ziv流到AVS流的转码器。在本文中,我们的目标就是取二者之长,从而提出一个快速的Wyner-Ziv到AVS的转码系统。转码器的设计主要是为了降低AVS的编码复杂度。考虑到模式决策是一个非常费时的操作,我们将移除掉模式决策,从而采用模式映射与运动矢量提炼等方法从而加速AVS中运动估计。实验结果表明相对比于参考转码器来说,我们提出的转码器能够有效地降低AVS编码器的复杂性,同时转码后的视频质量不会明显降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 视频转码的发展
• 1.2 视频转码方案简介
• 1.2.1 码率缩减的视频转码
• 1.2.2 分辨率缩减的视频转码
• 1.2.3 帧率缩减的视频转码
• 1.2.4 其他类型的转换
• 1.3 课题来源与研究意义
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 课题研究意义
• 1.4 本文主要研究内容与论文组织
• 第2章 DVC 视频编码与AVS 视频编码
• 2.1 DVC 关键技术
• 2.1.1 DVC 编码框架
• 2.1.2 边信息生成方法
• 2.2 AVS 标准的特点
• 2.2.1 运动补偿预测
• 2.2.2 帧内预测
• 2.2.3 变换和量化
• 2.2.4 半像素插值
• 2.2.5 运动矢量预测
• 2.2.6 熵编码
• 2.2.7 环路滤波
• 2.3 本章小结
• 第3章 Wyner-Ziv 到AVS 视频转码器研究设计
• 3.1 Wyner-Ziv 到AVS 转码框架
• 3.2 Wyner-Ziv 边信息生成
• 3.3 转码策略
• 3.4 本章小结
• 第4章 Wyner-Ziv 到AVS 视频转码器软件实现
• 4.1 模块划分
• 4.2 转码的流程
• 4.3 评价准则
• 4.3.1 转码质量
• 4.3.2 转码效率
• 4.4 实验结果及分析
• 4.4.1 性能PSNR
• 4.4.2 时间复杂度
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢