h.264快速幀內(nèi)預(yù)測與幀間運(yùn)動估計算法的研究與優(yōu)化

1、 分類號 密級 UDC 注 1 學(xué) 位 論 文 H.264快速幀內(nèi)預(yù)測與幀間運(yùn)動估計算法的研究與優(yōu)化 (題名和副題名) 李懷周 李懷周 (作者姓名) 指導(dǎo)教師姓名 吳盡昭 教

2、 授 電子科技大學(xué) 成 都 (職務(wù)、職稱、學(xué)位、單位名稱及地址) 申請學(xué)位級別 碩士 專業(yè)名稱 電 路 與 系 統(tǒng) 論文提交日期 2012.04 論文答辯日期 2012.05 學(xué)位授予單位和日期 電子科技大學(xué) 答辯委員會主席

3、 評閱人 2012 年 月 日 注 1：注明《國際十進(jìn)分類法 UDC》的類號 摘 要 I 摘 要 幀內(nèi)預(yù)測可以明顯減少視頻圖像中的空間冗余性， 而幀間預(yù)測則能夠顯著減少視頻幀之間的時間冗余性，所以這兩種技術(shù)在 H.264/AVC 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中非常重要。本文著重研究幀內(nèi)預(yù)測模式快速選擇算法和幀間運(yùn)

4、動估計算法，對于幀內(nèi)預(yù)測提出基于相鄰像素差值的快速模式選擇算法，而對于幀間運(yùn)動估計，對現(xiàn)有的經(jīng)典算法 UMHexagons 進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使得視頻壓縮編碼性能得到提高。 對于幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)， 首先研究了全搜索算法和三步搜索法的具體實(shí)現(xiàn)過程， 分析了這兩種算法均存在巨大運(yùn)算復(fù)雜度的原因，并在此基礎(chǔ)上提出了基于相鄰像素差值的快速幀內(nèi)預(yù)測算法，該算法通過計算相鄰像素的差值，快速選取幀內(nèi)最佳預(yù)測模式， 將該算法在 JM 測試平臺上實(shí)現(xiàn)， 與現(xiàn)有的

5、全搜索算法和三步搜索法進(jìn)行對比，驗證該算法的優(yōu)越性。最后利用現(xiàn)已存在的基于宏塊的 MAD 算法，對本文提出的算法進(jìn)行改進(jìn)，并在 JM 上再次驗證。實(shí)驗結(jié)果證明，我們提出的算法相比于全搜索算法和三步搜索法，可以比較明顯的縮短編碼時間，提高視頻壓縮的效率。 在幀間運(yùn)動估計的研究方面， 首先對幾種現(xiàn)存的快速運(yùn)動估計算法的具體實(shí)現(xiàn)過 程 進(jìn)行了 研 究，在 分 析各個算法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)探討了經(jīng)典 的UMHexagons 算法，通過對該算法

6、進(jìn)行研究，從三個方面對該算法進(jìn)行了改進(jìn)：加入運(yùn)動矢量搜索提前終止判斷條件，加入搜索窗大小動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制和減少該算法中用到的正方形和六邊形模板的搜索點(diǎn)。 最后將改進(jìn)的算法在 JM 測試平臺中實(shí)現(xiàn)，為了驗證優(yōu)化后算法的通用性，測試中選用了多種不同運(yùn)動類型的標(biāo)準(zhǔn)視頻序列進(jìn)行測試。通過客觀數(shù)據(jù)和主觀圖像分析，改進(jìn)后的算法在保持與原始算法壓縮圖像質(zhì)量相當(dāng)?shù)那疤嵯拢\(yùn)動估計時間明顯降低，編碼速度也得到了進(jìn)一步提升，有助于 H.264/AVC 的