h264码率控制算法研究

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1、声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：讪关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；⑧学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术

2、交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：御导师签名：赵l筠丝二日期：导师签名：一凶i型罩兰日期：劲．=}．6。夸太原理工大学硕士研究生学位论文H．264码率控制算法的研究l掣III12I13III9I115I14II17III炒摘要作为新一代视频编码标准的H．264，其目标是为了在低码率传输的时候可以提供较高的视频质量。为了达到以上目的，H．264加入了许多新兴的编码技术。率失真优化技术就是其中一项，它可以降低视频的冗余。虽然视频编码在性能上有所提

3、高，但是在传输过程中为了保持稳定的视频品质，码率控制必须考虑。H．264标准中，需要先经过率失优化后才可以得到宏块的平均绝度误差(meanabsolutedifference，MAD)，以至于H．264编码标准不能像以前的视频编码标准一样能够在进行码率控制的时候，先对已经编码过宏块的平均绝对误差进行信息统计，导致传统的码率控制算法并不适用于H．264编码标准。为了解决上述问题，JVT—G012算法提出了采用线性预测的方法来对基本单元层的宏块的MAD值进行预测，进而决定量化参数QP值，以达到码率控制的目的。但是该算法在预测M

4、AD值的时候系数要通过线性回归来进行更新，大大增加了计算复杂度。同时，因为该方法仅仅考虑了时间相关性，所以导致最终的MAD值预测的不准确。针对以上问题，本文提出了一种加权的时空．MAD预测模型。该模型不仅考虑了时间相关性，同时也考虑了空间相关性。利用时间相关性来预测的MAD值不仅采用了最相关宏块，还弓l入了次相关宏块。使用最相关宏块和次相关宏块的MAD值并取其平均值得到最终时间相关性的MAD值。实验发现，一些视频序列帧时间相关性较弱，空间相关性较强。根据其纹理特l太原理工大学硕士研究生学位论文征方向以及编码顺序，提出了包括

5、垂直、水平、左上、右上的四种方向空间预测模型来预测空间相关性^私D值，并给出了具体选择四种方向的空间预测模型的计算方法。在得到视频序列的时间相关性必缈值和空间相关性』比缈值后，针对不同类型的视频序列，根据其表现出的时间相关性和空间相关性程度的不同选择不同的时空权值，经过加权计算得到最后的比D值。最后本文所提出的加权预测舰4D值的预测模型在JM平台中进行测试。为了使实验数据更为准确，选取了不同特征类型的帧序列，不仅有较为简单的视频帧序列，同时也包括了比较复杂的序列，有的视频还有场景切换的过程产生。实验结果表明，对不同类型视频

6、帧序列编码后，实际码率更加接近目标码率，而且峰值信噪比也有一定程度的提高，在某些序列中其峰值性噪比提高了O．68dB，表示编码后，视频重建帧序列的质量也更佳。关键词H．264，码率控制，JVT-G012，MAD预测模型II太原理工大学硕士研究生学位论文RESEARCH0FH．264RATECON田ROLALGORIT]印ⅥABSTRACTH．264isanewvideocodingstandardanditspurposeistoprovidehighvideoqualityvideointheconditionoflow

7、bitratetransmission．Inordertoachievethepurpose，toomuchnewcodingtechniquesareappliedtoH．264．RDOisoneofthetechnique，itcanmakevideoredundancylow．Althoughvideoperformancehasagreatimprovement，inordertomaintainastablevideoqualityduringtransmission，ratecontrolmusttobecon

8、siderate．InthestandardofH．264，themeanabsolutedifferenceoftheMBcanbeobtainedafterratedistortionoptimization．Asaresult，traditionalratecontrolalgorithmisno