面向H.264视频编码的码率控制策略

面向H.264视频编码的码率控制策略

论文摘要

在H.264视频编码过程中,码率控制直接影响着码流带宽和图象质量。本文对H.264视频码流的特点、码率影响因素以及率失真模型进行了分析和研究,并针对不同的应用提出了三种改进的码率控制算法:恒定码率控制算法、采用单次编码的可变码率控制算法和采用二次编码的可变码率控制算法。 首先,本文详细分析了恒定码率控制的特点以及相关要点,讨论了H.264中与码率控制密切相关的两个问题——RDO技术以及整数变换与量化,然后针对H.264的码流特点,提出了一种改进的恒定码率控制算法。算法通过已编码帧的信息,在DCT域预测当前编码帧的复杂度,然后在GOP层、帧层两个层次上进行控制,并对场景切换进行检测和处理。该算法不仅具有较好的控制效果,而且复杂度低,实现简单,适用于实时视频信号处理。 其次,本文论述了采用单次编码的可变码率控制的优点、特性以及关键点,提出了一种改进的面向H.264的单次编码可变码率控制算法。算法在R-D模型的基础上,基于图象DCT域复杂度预测信息,分配目标比特,调节量化因子实现VBR编码,并对场景切换进行了检测和处理。该VBR算法不仅可以有效地进行码率控制,对场景切换有很强的适应性,能提供较为稳定的视频质量,而且算法复杂度低,可较好地集成到实时编码系统中。 最后,本文分析了采用二次编码的可变码率控制的原理、特性及应用,提出了一种面向H.264的二次编码可变码率控制算法。在第一次编码中,采用CBR控制方法收集序列的编码统计信息,如图象复杂度,PSNR,宏块编码类型分布等。借助于这些信息,就可以分析出序列中的场景切换和码率失真模型等。在第二次编码中,根据已获知的R-D模型精确地分配比特和控制量化参数,达到满足VBR的码率和缓冲区约束的目的。实验表明,该算法不仅能够保证总体比特预算和缓冲区约束,而且能够获得非常稳定的视频质量。该VBR算法适用于对时间性要求比较宽松的数字视频存储应用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 插图清单
  • 表格清单
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 常用的视频压缩标准
  • 1.2.1 MPEG-x系列
  • 1.2.2 H.26x系列
  • 1.3 视频编码码率控制概述
  • 1.3.1 码率控制基本原理
  • 1.3.2 率失真(R-D)理论与模型
  • 1.3.3 码率控制算法的发展与研究现状
  • 1.4 全文结构安排
  • 第二章 H.264恒定码率控制策略
  • 2.1 引言
  • 2.2 CBR解码缓冲区约束
  • 2.3 H.264/AVC的两个关键问题
  • 2.3.1 RDO
  • 2.3.2 整数变换与量化参数选择
  • 2.4 H.264CBR控制算法
  • 2.4.1 场景切换检测与GOP重分组
  • 2.4.2 目标比特分配
  • 2.4.3 Qstep与QP选择
  • 2.4.4 实验结果及分析
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 H.264单次编码可变码率控制策略
  • 3.1 引言
  • 3.2 两个重要问题
  • 3.2.1 VBR解码缓冲区约束
  • 3.2.2 比特分配问题
  • 3.3 H.264单次编码VBR控制算法
  • 3.3.1 场景切换检测与GOP重分组
  • 3.3.2 目标比特分配及缓冲区下溢保护
  • 3.3.3 量化参数QP选择
  • 3.3.4 实验结果及分析
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 H.264二次编码可变码率控制策略
  • 4.1 引言
  • 4.2 H.264二次编码VBR控制算法
  • 4.2.1 初次CBR编码
  • 4.2.2 场景切换检测与处理
  • 4.2.3 目标比特分配及缓冲区下溢保护
  • 4.2.4 Qstep与QP选择
  • 4.2.5 实验结果及分析
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • 5.1 全文总结
  • 5.2 工作展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者攻读硕士期间完成的论文
  • 相关论文文献

    • [1].MPEG-2转H.264高效转码器的实现[J]. 电脑知识与技术 2017(06)
    • [2].H.264运动估计算法及其FPGA实现[J]. 自动化应用 2016(01)
    • [3].H.264解码器帧内预测模块的优化[J]. 电视技术 2013(19)
    • [4].H.264在手机视频监控系统中的应用浅析[J]. 电脑知识与技术 2015(22)
    • [5].基于H.264的数据分割技术研究[J]. 漳州职业技术学院学报 2015(04)
    • [6].H.264解码器的帧内预测优化[J]. 电子科技 2016(04)
    • [7].一种高效的H.264反变换反量化结构设计[J]. 计算机系统应用 2013(01)
    • [8].基于FPGA的H.264帧内预测实现和优化[J]. 计算机工程 2012(07)
    • [9].基于龙芯3B的H.264解码器的向量化[J]. 电子技术 2010(10)
    • [10].一种可重构的H.264帧内预测硬件结构[J]. 微计算机信息 2009(03)
    • [11].基于背景检测技术的H.264运动估计优化方案[J]. 电视技术 2009(S2)
    • [12].基于H.264的视频会议芯片选型[J]. 电视技术 2008(03)
    • [13].基于H.264的码率控制的改进方法研究[J]. 浙江工业大学学报 2008(05)
    • [14].H.264帧内预测数据用于图像分析的可行性探索[J]. 武汉工业学院学报 2008(03)
    • [15].一种基于H.264的高清广告插播解决方案[J]. 广播电视信息 2015(06)
    • [16].一种H.264亚像素全搜索的改进算法[J]. 小型微型计算机系统 2013(04)
    • [17].一种改进的基于柯西模型的H.264码率控制方法[J]. 信号处理 2011(11)
    • [18].H.264码率控制跳帧算法研究[J]. 微处理机 2010(03)
    • [19].浅谈H.264视频编解码标准的先进性[J]. 渭南师范学院学报 2010(05)
    • [20].H.264便携式实时编解码器的设计[J]. 微计算机信息 2009(14)
    • [21].低码率下的H.264宏块级码率控制方法[J]. 计算机应用研究 2009(07)
    • [22].一种新的H.264运动估计快速搜索算法[J]. 现代电子技术 2009(19)
    • [23].基于H.264图像编码的语音编码[J]. 无线电工程 2009(10)
    • [24].基于H.264的多参考帧运动估计快速算法[J]. 计算机工程 2008(10)
    • [25].一种新颖的H.264帧内预测快速算法[J]. 北京邮电大学学报 2008(02)
    • [26].H.264帧间预测快速算法[J]. 计算机辅助设计与图形学学报 2008(06)
    • [27].基于H.264的运动估计快速算法研究[J]. 电子世界 2014(08)
    • [28].基于方向测度的H.264帧内预测快速算法[J]. 现代计算机(专业版) 2013(04)
    • [29].一种新型的H.264码率控制初始化方法[J]. 计算机测量与控制 2012(03)
    • [30].基于运动检测与H.264的智能监控系统设计与实现[J]. 南京邮电大学学报(自然科学版) 2012(01)

    标签:;  ;  ;  

    面向H.264视频编码的码率控制策略
    下载Doc文档

    猜你喜欢