视频编码增强技术研究

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1、摘要视频编码增强技术研究摘要近年来，数字视频越来越广泛地应用于数字电视、视频会议、可视电话、网络视频流和多媒体存储等诸多领域。随着计算机和网络技术的不断进步，视频技术有了很大的发展；而视频技术的不断发展，又促进了数字视频的广泛应用。因此，研究视频技术，有着非常重大的意义。视频压缩是以提高视频的压缩率为主要目标。二十多年以来，视频压缩技术已取得了突破性的发展。新一代的视频编码国际标准H.264/AVC，较之早期的视频编码标准如MPEG-1，压缩效率大大提高。目前，H.264/AVC标准正被世界上许多厂商采纳，广泛应用于数

2、字视频的各个领域。虽然H.264/AVC标准有着非常高效的压缩率，但由于视频序列自身复杂的统计特性，并非压缩所有视频序列时都能保持高压缩率。为此，引入了许多视频处理技术（如：预滤波）或特殊的编码方法（如：纹理分析）等，用以进一步提高视频的压缩率。我们统称这些技术或方法为视频增强编码技术。本文的研究正是围绕着H.264/AVC标准的增强编码技术来展开的。工作定位于在尽量不增加编码复杂度和兼容现有标准的条件下，提出一些视频增强编码技术，以进一步提高编码效率。本文主要针对视频编码的三个方面提出了以下相应的增强编码技术：其一，

3、针对H.264中的帧内压缩，改进了其帧内预测方法。本文首先简要介绍了H.264标准中的帧内预测方法；分析了预测像素点时缺乏跟踪像素变化的特性；并提出了基于递归的预测方法来提高预测的准确性。其次，改进了北大提出的基于BMA的帧内预测算法。最后，本文将该两种算第I页摘要法结合，应用于H.264/AVC中的帧内预测。采用该算法进行帧内压缩，对大量序列的测试表明：所有的测试序列均有不同程序的编码效率提高，平均可获得0.27dB的增益，效果十分显著。其二，针对H.264中的无损压缩，提出了全新的预测方法。文中首先提出了基于下采样

4、的方法，用以改进H.264中的帧内无损压缩。实验表明，采用此方法编码，码率平均可以降低5%～10%。紧接着，借鉴基于下采样的预测思想，进一步提出了基于交织预测的算法，实验表明，采用此方法编码，码率平均可节省9%～15％。其三，提出了一种高效的H.264兼容的全景视频编码方案。该方案不是直接编码全景视频，而是将全景视频合为一张全景图，然后把全景图间接地转换为标准H.264/AVC码流。采用此方法对全景视频编码，码率大约降为直接编码码率的1/10。关键词：视频编码，帧内预测，无损压缩，全景视频，H.264第II页ABSTR

5、ACTSTUDYONENHANCEDTECHNOLOGYOFVIDEOCODINGABSTRACTRecently,digitalvideohasbeenwidelyappliedinareasrangefromdigitaltelevision,videoconferencing,videotelephony,internetstreamingtomultimediastorage.Withwideapplicationofcomputerandnetworktechnology,videocompressionte

6、chnologyhasbeendevelopingrapidly.Continueddevelopmentofvideocompressiontechnologyhasbeenpromotingwiderandwiderapplicationofdigitalvideo.Therefore,itisofgreatsignificancetostudyonvideocompressiontechnology.Themainobjectiveofvideocompressionistoachievevideocompres

7、sionratioashighaspossible.Videocompressiontechnologyhasmadebreakthroughdevelopmentinthelast20years.ThelatestvideocodingstandardH.264/AVCprovidesmuchhighercodingefficiencythantheearlyvideocodingstandard(e.g.MPEG-1).Atpresent,H.264/AVCiswidelyadoptedasvideocodingt

8、oolsbyalargenumberofcompaniesintheworldandappliedinvariousareasofdigitalvideo.However,H.264/AVCcan’talwaysguaranteeitshighcodingefficiencytoallvideosequencesbecauseof