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H.264/AVC视频编码关键技术研究

作　者: 李俊杰
导　师: 郝重阳
学　校: 西北工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: H.264/AVC 运动搜索帧间块模式抉择码率控制 FMO DirectShow
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 236次
引　用: 2次
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内容摘要

新一代视频压缩标准H．264／AVC于2004年底正式推出，其高效的压缩性能使其对视频移动通信、流媒体和高清电视等领域的视频传输和存储产生极其深远的影响。但是巨大的运算量和复杂的系统结构大大限制了其广泛应用。为了尽可能克服H．264编码系统的这些缺点，以充分发挥其优势，本文对其部分关键技术进行了深入研究，主要工作和创新性如下：算法研究方面 (1)．针对H．264以往运动搜索算法效率较低的问题，提出了一种基于时空相关性的快速搜索算法，实验结果表明该算法在对编码性能影响较小的情况下大大提高了搜索速度；针对现有帧间块模式抉择算法效率不高的问题，提出了一种基于均匀区域、零运动矢量和块合并相结合的快速帧间块模式抉择算法，实验结果表明相对于现有搜索算法，该算法能将帧间编码时间减少近60％，同时对编码性能影响甚微； (2)．对多参考帧技术进行了分析，发现多参考帧对编码性能提升有限并且耗费资源过大，综合考虑参考帧数目选取2～3个比较合适； (3)．原有码率控制算法没有考虑图像纹理对码字分配的影响，针对这一问题提出了一种基于图像纹理特征的基本单元层码率控制算法，实验结果表明该算法具有较好的码流平滑效果和编码性能； (4)．分析和评测了帧内宏块刷新策略和六种常见FMO，提出了一种具有自适应能力的FMO，在相同情况下该FMO对编码性能的损失较其它FMO更小，更有利于进行错误恢复。工程实现研究方面通过精简和优化参考源码完成了一个最小H．264编码器，以较小的性能损失换取编码速率的较大提升，并在DirectShow平台上实现了基于该最小编码器的H．264编码Filter，其编码性能参数完全符合H．264标准的要求。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-9
  1.1 论文的研究背景和意义  7-8
  1.2 论文的研究内容  8
  1.3 论文的章节安排  8-9
第二章 H.264/AVC编码器原理及其关键技术介绍  9-11
  2.1 H.264/AVC编码器原理  9
  2.2 H.264/AVC的功能结构  9-10
  2.3 H.264/AVC关键技术介绍  10-11
第三章帧间编码  11-33
  3.1 运动估计  11-22
    3.1.1 H.264/AVC快速运动估计算法介绍  11-14
    3.1.2 一种基于时空相关性的快速搜索算法  14-18
    3.1.3 新算法性能测试及其结果分析  18-22
  3.2 块模式选择算法研究  22-29
    3.2.1 常见快速INTER预测块模式抉择算法  22-23
    3.2.2 本文的快速算法  23-27
    3.2.3 新算法性能测试及其结果分析  27-29
  3.3 多参考帧技术  29-33
    3.3.1 多参考帧性能评测准则  30
    3.3.2 多参考帧性能评测结果及分析  30-33
第四章码率控制  33-38
  4.1 H.264/AVC的码率控制技术  33
  4.2 基于纹理的码率控制算法  33-36
    4.2.1 前景区域后景区域和过渡区域的检测  33-34
    4.2.2 各个区域比特数的自适应分配  34-35
    4.2.3 基本单元的比特分配  35-36
    4.2.4 新算法总的计算步骤  36
  4.3 新算法性能测试及其结果分析  36-38
第五章抗误码率算法  38-43
  5.1 帧内宏块刷新性能研究  38-39
  5.2 FMO性能研究  39-43
    5.2.1 六种FMO性能的对比  40-41
    5.2.2 自适应FMO研究  41-43
第六章基于DirectShow的H.264编码器设计  43-47
  6.1 DirectShow基本原理介绍  43
  6.2 H.264编码器Filter设计  43-46
    6.2.1 Filter信息的注册  43
    6.2.2 构架函数的实现  43-45
    6.2.3 H.264编码器核心代码的实现  45-46
  6.3 H.264 Encoder Filter的说明  46-47
第七章总结与展望  47-49
  7.1 本文总结  47-48
  7.2 研究展望  48-49
参考文献  49-53
攻读硕士学位期间的主要成果  53-54
  发表论文  53
  参与科研项目  53-54
致谢  54-55

H.264/AVC视频编码关键技术研究

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