视频编码h.264中帧内预测模式选择相关快速算法地研究

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1、万方数据ResearchonFastAlgorithmsofIntra·-predictionModeDecisioninH．264byGuoJingSupervisor：ProfessorZhangZhenchuanNortheasternUniversityJune2012万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：智晶J日期：

2、肋，己年石目／尹目学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、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磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时问为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：寺下岛签字日期：厶，上年‘同／铲目两年囹／导师签名：签字日期：万方数据东北大学硕士学位论文摘要视频编码H．264中帧内预测模式选择的相关快速算法研究摘要随着市场要求的不断提高，现在1080p高清视频已经是现在各种电视机以及家庭娱乐

3、设施的主要视频标准。为满足市场要求，H．264是国际电信联盟远程通信标准化组织正式发布的新一代视频编码标准，与现有的其他视频编码标准相比，具有压缩效率高，网络性能好等一些显著优点。H．264远优于其它现有标准，但却存在着计算复杂度过大，难以满足实时应用等缺点，帧内预测模式选择已经是影响H．264编码速率的主要瓶颈，如果不解决这个问题，将影响整个视频编码速率。因此研究有关快速算法具有重要意义。目前H．264采用率失真优化(RDO，Rate．DistortionOptimization)算法，虽然RDO算法可以明显改善信噪比和比特率，但是他导致了运算复杂度的急剧上升。从编码时间来

4、看，采用IDO使时间急剧增加。面向H．264开展快速编码算法研究以及复杂度失真研究已成为业界和学术界关注的热点。大多算法虽然可以改善运算复杂度，但都是以牺牲解码图像的质量为代价，算法的率失真性损失较大。本文通过两步进行研究：第一，在现有RDO算法中，采用RDO率失真优化、门限值预先判定、亮度与色度块预测等方法减少计算时间，进一步改进基于RDO帧内预测模式选择快速算法，避免牺牲解码图像的质量，降低算法的率失真性损失，从而增强画面质量。第■，针对在H．264参考软件中，仅仅把误差平方*n(SSE，TheSumofSquaredErrors)作为视频编码的主观质量评判标准。而本文把

5、结构相似度(SSIM，StructureSimilarity)引入H．264基于RDO的帧内和帧问预测中，提出联合SSE和SSIM作为失真测度的率失真优化方法(SSRDO，Rate．DistortionOptimizationonSSEandSSIM)，用基于块的平方误差和SSE与SSIM联合失真来代替传统的SSE，得到了更好的主观质量和更好的主观率失真性能。使算法能符合人类主观的视频质量的评判，所以更适用于视频图像的压缩。最后，本文通过仿真实验，论证理论的可行性及合理性。实验结果表明，基于RDO的快速算法在保持峰值信噪比值基本不变和编码比特率只增加不到5％情况下，其平均计算

6、量将减少70％左右。SSRDO在算法复杂度略有增加的情况下，性能优于最新的H．264帧内编码，在中低码率时这种改进更明显。关键词：视频编码；H．264标准：帧内预测：快速算法万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonFastAlgorithmsofIntra-predictionModeDecisioninH．264AbstractWiththerequirementofconsumers，nowHighDefinitionvideohasbeenusedinvariablerecreationfacilitiesasthevideocompressio

7、nstandard．Inordertomeettherequirements，H．264isanewvideocompressionstandardwithhighercompressionratecomparedwithothercompressionstandards．AlthoughH．264standardhasveryhighcompressionrate，however,itscomplexityincreaseshighly．Therefore，intrapredictionmodedec