基于h264码率控制算法的研究

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1、武汉理-T大学硕士学位论文摘要H．264是联合视频组(JVT)开发的一个新的数字视频编码标准，是未来几年视频编码技术研究的主要方向。在视频编码标准中，对标准码流的语法语义，解码器规范做了详细的规定，而对编码策略和算法没有作出要求。正是由于编码策略和算法的差异性，使得编码器的性能干差万别。而码率控制就是这些编码策略中最为重要的部分之一，是视频编码技术的关键部分。码率控制对编码的图像质量和输出码率产生直接影响。它通过改变量化参数大小、跳帧、编码方式选择等方法，保证编码比特的合理分配，控制编码器的输出码率，同时尽可能获得更高的重建图像质量。首先，论文介绍了H．264编码标准的发展

2、及其技术优势，在此基础上，分析了其框架结构和核心技术。论述了码率控制技术的背景和基本原理，并对经典的码率控制方法进行了论述，介绍了各个码率控制算法的原理。然后，重点研究了H．264码率控制提案中的JVT-G012码率控制算法，并在此基础上，提出了一种改进的H．264码率控制算法。主要创新点体现在如下两方面：(1)在帧层比特分配时，JVT-G012码率算法是将图像组剩余比特数平均分配给其余的待编码帧，没有考虑到视频序列中帧与帧之间的差异性。本文采用运动复杂度度量各帧的运动活动性，并据此实现帧层比特分配，在此基础上，提出了一种依据运动复杂度的码率控制跳帧算法，并在JM8．6平台

3、上加以实现。(2)ⅣT．G012在基本单元层采用线性预测MAD的方法，且使用相同的QP量化，带来运算量大且不够精确的问题。为此，本文提出一种基于基本单元层码率控制的改进算法。首先，用时空加权模型来预测MAD；然后，采用宏块层码率控制策略来分配目标比特；最后，依然采用JVT—G012中的二次R-Q模型计算QP。实验结果表明，本文的算法能够更有效地控制比特输出，使缓冲区占有量更加平稳，能够获取更稳定的输出码流，视频质量也得到了相应的提高。关键词：H．264，码率控制，运动复杂度，跳帧，加权模型武汉理丁大学硕十学位论文AbstractH．264asanewdigitalvideo

4、codingstandardismadebyjointvideoteam(JVT)，anditisthemaindirectioninvideocodingtechniqueresearchinfewyears．Inthevideocodingstandard，thedecodernormdescribessyntaxandsemanticsofthestandardstreamindetail，butgivesnorequirementtotheencoder’Sstrategyandalgorithm．Justbecauseofthedifferencebetweent

5、heencoder’Sstrategyandalgorithm，theperformanceofencoderisdifferent，inwhichratecontrolplaysanimportantroleandisthekeypartofvideocodingtechnique．Ratecontrolalgorithmaffectsthequalityofencodedpictureandtheoutputratedirectly．Itguaranteesthereasonablebitallocation，controlstheoutputrateofencoder

6、andmaintainstogethigherqualityofreconstructedimage，bychoosingdifferentQP,frameskip，codingpattern．Firstly,thedevelopmentandtechnicalpredominanceofH．264codingstandardareintroduced．Basedonthis，itsframeconfigurationandinnertechniqueareanalysed．Itsbackgroundandbasicprinciplesarediscussed．Then，s

7、omeclassicalratecontrolmethodandtheirprinciplearediscussed．Then，theJVT-G012ratecontrolalgorithmintheH．264ratecontrolproposalismainlyanalysed．AnimprovedratecontrolmethodisputforwardbasedonJVT-G012．Themaininnovationisreflectedinthefollowingtwoaspects：(1)Inframel