基于TFRC的H.264码率控制算法研究

论文摘要

为了使得多媒体传输能够更好地发展，满足人们对互联网内容多样化的需求，本文就目前视频网络传输存在的TCP（Transfer Control Protocol）友好性与视频传输质量不兼容问题开展了研究，通过对TFRC（TCP Friendly Rate Control）机制下的H.264码率控制算法中不足之处的改进，一定程度上提高了具有TCP友好性的H.264视频流的图像传输质量。本文主要工作：一、分析了传统目标比特估计方法中不考虑帧复杂度时所带来的不良影响，提出了一种基于零块个数和运动矢量的复杂度理论公式，同时利用该复杂度公式对传统目标比特估计方法进行修正，有效地提高了图像的编码效果。二、针对H.264中MAD（Mean Absolute Difference）预测方法不够合理的问题，实现了一种基于宏块复杂度等级MAD的预测方法，通过对空间相关性的加强利用，提高了预测方法的准确性。三、由于H.264中存在跳帧判断准则过于简单而导致解码图像质量下降的问题，发展了一种基于HOD（Histogram Of Difference）的跳帧控制算法，增强了解码端图像的质量。四、对TFRC机制在进行视频传输控制时存在的问题加以解决，特别是考虑了预测丢包率对编码器的R-D（Rate-Distorsion）模型的影响，同时结合以上提出的算法改进，在嵌入式平台上实现了H.264传输的TFRC机制。实验测试结果表明，在此机制控制下H.264传输呈现TCP友好性并且图像质量也得以提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 码率控制算法的国内外研究状况
• 1.3 主要研究工作以及内容安排
• 第二章 H.264的码率控制
• 2.1 码率控制的主要目的
• 2.2 码率控制模型介绍
• 2.2.1 信源模型
• 2.2.2 Q域 R-D模型和p域 R-D模型
• 2.3 H.264中码率控制的基本步骤
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于帧复杂度的目标比特预测方法的研究
• 3.1 目标比特预测存在的问题
• 3.2 复杂度的讨论
• 3.3 基于零宏块个数以及运动矢量的复杂度表示方法以及其对目标比特预测的修正
• 3.4 实验结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于宏块复杂度等级的 MAD预测方法研究
• 4.1 MAD预测存在的问题
• 4.2 基于宏块复杂度等级的MAD预测方法介绍
• 4.3 实验结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于 HOD的跳帧控制的研究
• 5.1 H.264 中跳帧控制存在的问题
• 5.2 以往跳帧控制策略的研究
• 5.3 基于HOD的跳帧策略介绍
• 5.4 实验结果
• 5.5 本章小结
• 第六章 H.264传输的TFRC机制在嵌入式上的实现
• 6.1 引言
• 6.2 开发平台介绍以及实现中的一些问题
• 6.3 JM中码率控制算法程序移植
• 6.3.1 移植过程所做的修改
• 6.3.2 移植后存在问题的解决
• 6.4 TFRC实现中各模块分析及其软件流程图
• 6.4.1 TFRC对视频流传输控制存在的问题
• 6.4.2 本文在 TFRC实现中所做的修改
• 6.4.2 TFRC机制总体框图及功能
• 6.4.3 各模块分析以及其流程图
• 6.5 综合实验结果以及分析
• 第七章 总结和展望
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 今后需要近一步研究的方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录