h.264视频编码标准中模式选择和快速搜索算法研究

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1、西南交通大学硕士学位论文H.264视频编码标准中模式选择和快速搜索算法研究姓名：王卓凌申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：楼新远20060401partofmodedecision，transformblocktotransformdomainthenjudgingbySATDWhicharedifferentfrom1argecomputationinspacialdo皿ain．Whencomputesub—pixelbylinearinterp01ation，algorithmsadoptbOthpre

2、—savecomputedresultandi唧ediatecomputing，get0utstandingperfomance，butshouldbeiIIIprovedinfurtherpractice。KeyWords：Videocoding：H．264：modedecision；sub—pixelmotionesti腿tiOn西南交通大学硕士研究生学位论文第2页直接在信道中传输，都需要相当的带宽。而地面广播的带宽仅有6M到8M，详细信息见表卜2。这个信息量是难以接受的，所以必须对视频信号进行压缩编码。表卜2典型

3、的几种传输和存储容量Media／networkCapacityEthernetLAN(10Mbps)M8x．10Mbps／Typical卜2MbpsADSLTypical1—2Mbps(dawnstre觚)ISDN一2128kbpsy．90mod锄56kbpsdo啊nstreaⅢ／33kbpsupstre∈珊DVD一54．7GbytesCD—R伽640Mbytes视频信息存在着很多冗余，这是我们进行压缩的基础。压缩的目的就是以尽可能少的比特数来表征尽可能丰富的视频信息，使其率失真曲线尽量接近理论值，尽可能的消除这些冗余

4、而图像质量没有明显的下降。这些冗余信息具体包括：空间和时间域冗余。图像的空间冗余是指一幅图像中细节部分较少，平坦的区域总体要大子突变的区域。可以利用图像空间相关的特点来对图像进行帧内预测，也可以消除一定空间域的冗余。而作为由一幅幅连续图像构成的视频序列，相邻的图像在时间轴上存在着极强的相似性。可以由前面或后面相邻的图像进行帧间预测，得出当前图像以消除时间域的相关性。信息熵冗余，又称为编码冗余。由信息论相关原理可知，为表示一个像素点，要按照其信息熵的大小来分配一定的比特数。当一幅图像被数字化后，每个像素都是用相等的比特数

5、来表示的。这样的话必然存在冗余，主要表现为符号编码平均码长和信源熵之间的偏差。心理视觉冗余。它主要由于人眼对某些空间频率韵感觉相对不太灵敏，一些在通常的视觉过程中显得不很重要的信息可被看作心理视觉冗余。目前视频压缩中最耗时的运动估计和模式选择方面，也有很多改进的算法。如帧内模式选择有浙江大学余露等提出的针对16×16模式改进的DIP(DirectIntraPrediction)”算法、香港大学的BojunMeng等提出的EIP(EfficientIntraPrediction)“1算法、以及Nokia研究中心提出的An

6、alysisandsimplificationofIntraPrediction“1，其他还有诸如参考文献[5卜[8]内介绍的算法等等。这些算法基本上都致力于减少计算的像素点和率失真函数的计算复杂度，以及采用不同的衡量标准如sAD(SumofAbsolute西南交通大学硕士研究生学位论文第3页Difference)，SATD(SuIIlofAbs01uteTransformedDifference)和SAE(SumofAbsoluteErrors)的差异。帧间预测算法则有杨立波等提出的VBB∞(Vari曲1eB10ck

7、—sizebestmotiondetection)”1、陈志波等提出的针对整像素的UMHexagonS算法和针对亚像素的CBFPS算法“”、针对帧间模式选择的有参考文献[12]中提出的算法等。基于块匹配的搜索算法大部分采用层次搜索模式，由粗到精并采用早期中止策略，以节省运算量。而帧间预测模式选择的算法相对较少(见参考文献[17—19])，有待进一步研究。1．2主要视频编码标准20世纪90年代以来，随着通信和多媒体技术的迅速发展，国际标准化组织制定了一系列相关的标准，极大地推动了多媒体技术的实用化和产业化。1984年Cc

8、ITT第15研究组发布了数字基群电视会议编码标准H．120建议：1988年CCI订(现ITU—T)又通过了H．26l图像编解码标准建议，被称为视频压缩编码的里程碑。H．261可使数据速率压缩至P×64l(bps(P-1～30)。一般H．261标准的性能在32～384Kbps时图像可达cIF、QcIF15F／s(帧每秒)，总体上图像