mpeg-2到h.264降空间分辨率转码算法.研究

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1、独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特N／Jn以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关

2、数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生c㈣旅吁翩c㈣忿日期n¨一武汉理l：人学颤-·学位论文1．1研究目的和意义第1章绪论随着科学技术的不断进步，人们的通信方式己从传统的书信和电话发展为现今的可视电话、视频会议等。也就是说，由音频和文字信息交互方式发艇到了具有确定性和直观性的视频信息交互方式¨J。据统计，当前人们通过视觉途径柬获取信息的比例已选70％以上。在通信技术日

3、益发达的今天，多媒体数据可以通过各种各样的网络(如电信网、计算机网、有线电视网)进行传输，但不同的网葑}存在不同的网络特性(如误码书、信道带宽等)，同时，接入各个网络的终端设备也是多种多样的，例如家用电脑、3G手机、个人数字助理PDA、机顶盒等，各种终端的处理能力、显示能力、支持的解码标准也存在着差异．如图1-1所示。这样就需要我们在视频的传输过程中屏蔽各种差异，使各级用户能够及时正确分享。视频转换编码(简称转码)就是这样一种技术，它的目的是对压缩后的视频流进行编码格式的转换，使再处理席的视频流能够满足传输信道和解码终端的特殊要求口J。

4、其中。视频的格式包括编码标准、码率、时间分辨率、空间分辨率等。一一二f≮◇鬣，，＼，＼，、护⋯1b(a)不同的接／x．N．-络(b)不同的用户终端罔1．1异构网络上的通用多媒体访问MPEG．2Pl视频压缩编码标准自卜世纪90年代公布以柬．已经广泛应用干我们的H常生活及产业中，如数宁视频J“播、高清晰度数字f乜祝(HDTV)和家用DVD等，且人部分的视频资料也都是以MPEG．2视频标准压缩存放。但MEPG．2N＼黔蛳武汉理工大学硕士学位论文标准压缩后的视频数据码率仍然较高，在带宽受限的情况下并不适合于网络传输，特别是无限网络下的传输14J

5、。H．26415l作为新一代视频压缩编码标准具有比特率低，图像质量高、容错能力强、网络亲和性好等优点，特别适合于无线网络的应用。与此同时，现如今在广大消费者中流行的移动终端(如3G手机、个人数字助理PDA等)一般均具有显示分辨率低、芯片处理能力弱等共性，因而，无线网络中传送的视频流应能满足低码率、低分辨率的要求。所以，面向移动设备的MPEG．2到H．264降空间分辨率转码的研究具有极大的理论意义和应用价值。1．2国内外研究现状正是由于人们对广大以MPEG．2编码标准压缩的丰富节目资源和视频数据的持续需求，以及H．264作为新一代视频压缩

6、编码标准的广泛应用，对MPEG．2到H．264视频转码技术的研究已成为一个热点。实现MPEG．2到H．264的视频转码可分为两个方向：压缩域和像素域。压缩域转码在视频没有完全解码后就实现了MPEG．2标准到H．264标准的转换，即转码过程中没有进行IDCT和DCT变换，转码速度快，但由于引入了漂移误差，转码后图像质量较差。像素域转码是对以MPEG．2标准压缩的视频完全解码后再进行H．264标准编码，转码速度相对较慢，没有漂移误差，转码后图像质量高。实现压缩域的MPEG．2到H．264转码的关键之一就是如何将MPEG．2的8x8DCT块转

7、换到H．264中4×4整数DCT块，文献[6117][8]分别提出了三种不同的方法，文献【61提出的方法峰值信噪比相对于先逆DCT变换再整数DCT变换平均提高了0．2dB左右。为了实现进一步压缩码率的作用，可以采用高频截余和重新量化的方法，由于高频截余丢弃高频DCT系数后会产生严重偏差，而且码率不易控制，而重新量化法能够补偿再量化引入的转换偏差，所以现在多采用重新量化法。文献【9】分析了引入再量化误差的原因，提出了可变码率和固定码率转换编码的可选量化方法。文献[10l假定图像DCT系数满足拉普拉斯分布的基础上，提出视频转码中再量化器的设

8、计，文献【7】提出了一种新的量化步长转换规则，把MPEG．2的DCT系数转换到H．264的DCT系数，计算量减少5．11％的情况下PSNR提高0．1．0．5dB。像素域最简单的转码器可由MPEG．2解码器和