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H.264/H.263标准间码率转码研究与实现

作　者: 邹箭
导　师: 宋彬
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: H.263 H.264 视频转码码率控制分数像素插值
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

视频压缩是视频处理的核心技术之一,有关国际标准组织已经推出了一系列视频压缩标准,如H.263、H.264、MPEG-4等。但是,由于不同终端的数据处理能力差别以及不同标准的应用领域不同,这就要求标准内或标准间的视频可以进行实时转换,由此,视频转码成为了一个热门的研究领域。本文主要研究H.264到H.263不同标准间码率转码的问题。针对H.264到H.263的全解全编的像素域级联转码计算复杂度高的问题,本文提出了相应的高效转码的框架,并将实现高效转码的途径归结为三个方面:H.263码率控制算法的优化、H.264分数像素插值优化以及高效模式判决。对于码率控制模块,引入了I(帧内)帧起始量化参数的预估方法,使用了借用比特数的方法对起始的几帧进行码流平滑,提高了整体的PSNR(峰值信噪比)性能;对于分数像素插值模块,提出了“按需插值”的分数像素现插值的算法,并使用MMX(多媒体扩展指令集)技术对代码进行了优化,极大的提升了代码的性能;对于模式判决模块,采用了高效的模式判决算法,引入了运动矢量的重估计方法,避免了复杂度较高的运动估计,使转码器的编码侧获得一定的简化,并且保持PSNR的下降在可以接受的范围内。最后实验结果表明与级联转码相比,本文实现的高效转码可提高20%左右的转码速度,同时恢复视频质量的PSNR下降不超过1.4dB,且主观质量良好。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 视频压缩技术的发展趋势  7-8
  1.2 视频转码的意义和用途  8-9
  1.3 本文工作与章节安排  9-10
第二章 H.263与H.264转码概述  10-21
  2.1 H.263 与H.264 协议简介  10-15
    2.1.1 H.263 简介  10-13
    2.1.2 H.264 简介  13-15
  2.2 视频转码原理与框架  15-18
    2.2.1 H.264/H.263 转码原理  15-16
    2.2.2 转码框架简介  16-18
  2.3 级联转码的耗时性能剖析  18-20
  2.4 实现高效转码的途径  20
  2.5 小结  20-21
第三章 H.263码率控制改进与优化  21-30
  3.1 经典的码率控制模型  21-24
    3.1.1 TMN-8 原理分析  21-22
    3.1.2 TMN-8 算法描述  22-24
  3.2 改进的码率控制算法  24-26
  3.3 实验结果与性能分析  26-29
  3.4 小结  29-30
第四章 H.264分数像素现插值的实现与优化  30-41
  4.1 分数像素插值的原理  30-31
  4.2 分数像素现插值  31-34
    4.2.1 优化思路  31-32
    4.2.2 优化方法  32-34
  4.3 采用MMX 的程序优化  34-38
    4.3.1 MMX 技术简介  34-36
    4.3.2 C 代码结构  36
    4.3.3 MMX 汇编代码结构  36-38
  4.4 实验结果与性能分析  38-40
  4.5 小结  40-41
第五章 H.264/H.263码率转码中的高效模式判决算法  41-55
  5.1 运动估计/运动补偿  41-44
    5.1.1 块匹配准则  41-42
    5.1.2 搜索方案  42-44
    5.1.3 搜索精度  44
  5.2 运动矢量重估计  44-46
    5.2.1 选取起始MV  44-46
    5.2.2 MV 的精细化  46
  5.3 H.264/H.263 的模式判决  46-47
  5.4 实验与分析  47-54
  5.5 小结  54-55
第六章结束语  55-56
  6.1 结束语  55
  6.2 工作展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-60

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