无线网络中视频编码技术的研究与实现

论文摘要

随着信息社会的发展,多媒体技术得到了越来越广泛的应用。在多媒体世界中,视频传输技术充当着关键的角色,尤其是视频监控、流媒体和数字电视领域。而以无线网络为载体的视频传输技术是研究的重点。在无线网络条件下的视频实时通信中,需要对视频图像进行编码压缩。为了满足用户对网络带宽和图像质量的要求,近年来,不同的标准组织制定了以MPEG-4,H.264为代表的新一代视频压缩标准。本文重点研究MPEG-4标准,并对其中的关键技术提出了改进。本文首先简要地介绍了MPEG-4编码标准中的编码方法,重点研究基于内容的视频分割技术,并实现了利用空域、时域信息自动分割视频序列中运动物体的算法,基本思想是利用相邻两帧图像的帧差信息粗略检测出运动物体,引入梯度滤波、背景生成等方法实现目标的初始化,再对分割目标进行跟踪。实验结果表明本算法较好的分割效果。然后对MPEG-4中的关键算法—基于块匹配的运动估计的基本原理和要素进行了阐述,并分析了一些快速算法的特点,改进了新的钻石搜索算法。为了检验该算法,本文通过代码实现了包含该算法的视频编码。实验证明,所改进的算法对视频编码效果有所改进。最后,本文将MPEG-4编码代码应用到视频服务器端,运用现有的设备组建无线局域网模拟无线传输环境,实现了PC间视频图像实时传输。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 课题研究的现状和问题
• 1.2.1 视频编码标准的分类
• 1.2.2 MPEG-4标准中的难点问题
• 1.3 本文所做的工作
• 第2章 MPEG-4编码技术
• 2.1 MPEG-4编码标准简介
• 2.1.1 MPEG标准的构成
• 2.1.2 MPEG-4的编码过程和编码结构
• 2.2 视频物件的提取
• 2.3 形状编码
• 2.4 纹理编码
• 2.4.1 DCT变换
• 2.4.2 量化
• 2.4.3 可变长编码（VLC）
• 2.5 运动编码
• 2.5.1 基于块的运动估计介绍
• 2.5.2 运动补偿
• 2.6 本章小结
• 第3章 视频序列中运动物体自动分割算法
• 3.1 引言
• 3.2 算法内容
• 3.2.1 算法流程图
• 3.2.2 运动物件初始化
• 3.2.3 运动对象更新
• 3.3 实验结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于块的运动估计快速算法
• 4.1 运动估计算法
• 4.2 快速块匹配准则
• 4.3 常用快速搜索方法
• 4.3.1 钻石搜索法
• 4.3.2 三步搜索法
• 4.3.3 二维对数搜索法
• 4.4 改进的搜索方法
• 4.4.1 完整的运动估计算法
• 4.4.2 仿真结果与分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 MPEG-4编码与视频传输软件实现
• 5.1 软件实现概述
• 5.2 初始化模块
• 5.3 编码模块
• 5.3.1 I-VOP编码模块
• 5.3.2 P-VOP编码模块
• 5.4 视频传输模块
• 5.4.1 视频帧的组建
• 5.4.2 视频帧的发送
• 5.4.3 视频帧的接收
• 5.5 实验结果及分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢