论文题目: 基于H.264/AVC的可伸缩视频编码及其相关技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 李志刚
导师: 张兆扬
关键词: 传输流,网络抽象层,可伸缩编码,实时编码,流切换,视频传输,精细可伸缩编码,码率控制,空间可分级,时间可分级,信噪比可伸缩
文献来源: 上海大学
发表年度: 2005
论文摘要: H.264/AVC是ITU-T和ISO联合推出的新标准,采用和发展了近几年视频编码方面的先进技术,以较高编码效率和网络友好性而著称。它仍基于以前视频编码标准的运动补偿混合编码方案,主要不同有:增强的运动预测能力;准确匹配的较小块变换;自适应环内滤波器;增强的熵编码。测试结果表明这些新特征使编码效率比以前的标准约提高50%,但增加了复杂度。本文着重研究经传输层的若干应用问题。随着新的视频编码标准H.264/AVC的逐步推广应用,如何将H.264/AVC视频流经MPEG-2的系统传输层传输,对于充分利用原有大量的MPEG-2系统有重要意义。对此提出一种解决方案,要点是:先把H.264/AVC视频作为MPEG-2系统层传输的基本流,然后扩展MPEG-2标准中的传输流系统目标解码器(T-STD),使之可以将H.264/AVC编码视频复用到MPEG-2传输流(TS)包中在Internet上传输和解码。被解码的基本流通常来自于一个“容器”(如AVI或者TS),在客户端从服务器端的这个容器中取出H.264/AVC基本流后便可实时解码、显示。经仿真实验表明,该方案能够获得较好的流视频效果,在带宽受限的情况下信噪比低于40dB的帧数少于5%,可用于IP网络流视频或移动视频中。在完成H.264算法优化和多媒体指令集优化之后,将其扩展至基于比特平面编码的FGS编码,从而实现了基于PC平台的实时SNR(信噪比)精细粒度可伸缩编码,CIF格式编码帧速可达30fps以上。此外,为使H.264/AVC码流能在带宽较大变化的IP和无线等异构网络中传输,本文另外提出一种将H.264扩展至混合空域/时域/SNR精细可伸缩方案,并给出了相应的码率控制策略:根据率失真优化的结果来选择QP(量化参数),在编码器端对基本层作GOP(图像组)级的码率控制,而对增强层作逐次精细化的码率控制。本文方案与由JM8.6的基本层码率控制、FGS比特平面截断作增强层码率控制(简称JM8.6+FGS)的方法相比,视频质量更高,PSNR(峰值信噪比)变化更为平滑。且在接收端,在某一目标比特率约束下,可以由不同时间分辨率(帧速率)和不同空间分辨率(图像格式)配置的终端截取和实时解码。仿真结果表明,本文方法的亮度平均峰值信噪比(Y-PSNR)在CIF格式时优于JM8.6+FGS方法达2.45dB,且与目标比特率更为匹配;也比新近提出的JVT-N020提案,在平均Y-PSNR上有0.15dB的增益,而且图像质量更为平滑。H.264/AVC支持SP(同步预测)帧,允许不同质量比特流之间的高效切换,MPEG-4支持FGS编码。本文提出一种将两者融合在一起的解决方案,在JM联合模型中实现了流切换的功能,并且加入FGS编码,使得传输的比特流既能适应因特网或无线网传输带宽的大跨度波动,又能灵活适应小范围的带宽变化。仿真实验结果表明:本文所提出方案的亮度Y分量峰值信噪比比FGS平均好0.47dB,比流切换方法平均好0.23dB。且在专为移动业务而设计的H.264/AVC
论文目录:
摘要
ABSTRACT
缩略语
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 H.264/AVC 应用概述
1.3 本文的结构与创新点
第二章 H.264/AVC 基于IP 和无线网络应用的基础
2.1 H.264/AVC 在IP 环境中应用的基础知识
2.2 H.264/AVC 在无线环境中应用的基础知识
2.3 小结
第三章 H.264 视频流在MPEG-2 系统层上流传输
3.1 MPEG-2 系统层标准
3.2 H.264 视频流在MPEG-2 系统层上复用打包传输
3.3 小结
第四章 基于H.264 的FGS 改进方案及码率控制策略
4.1 可伸缩编码概述
4.2 H.264 FGS 分析及其改进：基于PC 平台的实时FGS 编码
4.3 可扩大伸缩范围的空时分级SNR-FGS 编码方法
4.4 码率控制策略
4.5 实验结果
4.6 小结
第五章 基于H.264-SS 与FGS 结合的可伸缩自适应选择方法
5.1 流切换（SS）的概念和特性
5.2 流切换的应用场合和SP/SI 帧的编解码方法
5.3 基于H.264 FGS 的流切换及其自适应选择算法
5.4 仿真实验
5.5 小结
第六章 总结与展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间的成果
致谢
博硕士学位论文同意发表声明
发表意见书
发布时间: 2006-12-12
参考文献
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标签：传输流论文; 网络抽象层论文; 可伸缩编码论文; 实时编码论文; 流切换论文; 视频传输论文; 精细可伸缩编码论文; 码率控制论文; 空间可分级论文; 时间可分级论文; 信噪比可伸缩论文;