h264码率控制算法的研究

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1、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

2、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MAD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

3、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

4、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．264isanewvideocodingst

5、andardanditspurposeistoprovidehighvideoqualityvideointheconditionoflowbitratetransmission．Inordertoachievethepurpose，toomuchnewcodingtechniquesareappliedtoH．264．RDOisoneofthetechnique，itcanmakevideoredundancylow．Althoughvideoperformancehasagreatimprovement，inordertomaintainastablevideoqua

6、lityduringtransmission，ratecontrolmusttobeconsiderate．InthestandardofH．264，themeanabsolutedifferenceoftheMBcanbeobtainedafterratedistortionoptimization．Asaresult，traditionalratecontrolalgorithmisnotsuitablefortheH．264codingstandard．Inordertosolvetheaboveproblems，JVT-G012proposedamethodofu

7、singalinearpredictionalgorithmtopredicttheMB’SMADvaluesofthebasicunitlayer．Inthepurposeofratecontrol，QPvaluecallbecalculatedthroughMAD．But，therearestillsomeproblemsinthisalgorithm，whichincludesinaccurateMADvalueprediction．CoefficientoftheMADpredictionschemecanbe-upd