基于內容的高效幀內編碼技術研究.pdf

1、可獨立解碼的視頻幀內編碼幀（Ⅰ幀）具有作為隨機訪問點、防止錯誤傳播等重要功能，因而在視頻應用中扮演著至關重要的角色，現今一些高質量視頻應用例如數字電影中也有直接使用全Ⅰ幀編碼的情況。然而Ⅰ幀較低的壓縮比與其重要程度形成了一對亟待解決的矛盾。近年來，最先進的幀內編碼技術多是基于H.264/AVC國際視頻編碼標準所采用的混合視頻幀內編碼框架所提出的。因此，從理論上深入理解并完善信源編碼理論在混合視頻幀內編碼框架中的應用，并在此基礎上研究提出

2、工程可實現的高效幀內編碼算法具有十分重要的理論與現實意義。
　　 本文認為混合視頻幀內編碼框架將一幀圖像的信源熵用鏈式法則拆解為多個像素塊條件熵之和，并通過幀內預測技術來去除像素塊之間的互信息實現對條件熵的逼近；在編碼每個像素塊時，通過變換技術將塊內像素映射為互不相關的變換域信源符號，最后應用熵編碼技術對每個變換域信源符號逼近其信息熵。由于幀內預測技術和變換技術中所期望去除的信源符號間互信息很難定義和表達，因此工程上常常以線性相

3、關性代替互信息作為技術優(yōu)化目標，本文分析討論了互信息與線性相關性的關系以及這種工程近似方法的合理性。作為對上述相對抽象層面理論分析的延伸，本文更具體地研究了在一個特定的視頻圖像區(qū)域上如何獲得最佳的單一模式幀內預測和變換的聯合。事實上，最佳的幀內預測就是能完全去除參考像素與當前編碼塊目標像素之間線性相關性的維納濾波器，而對應于該最佳預測的最佳聯合變換即為在該預測所獲得的殘差上統計生成的KLT變換。
　　 本文進一步針對幀內預測這一

4、重要技術環(huán)節(jié)，提出了三種新的高效技術方案，這三種技術都應用了本文之前所討論的在一個特定視頻圖像區(qū)域上生成最優(yōu)幀內預測模式的算法。三種幀內預測技術方案有各自適合的應用條件，普通自適應幀內預測技術需要額外編碼傳輸較大量的預測濾波器信息，因此主要適用于高分辨率且紋理細節(jié)復雜獨特的視頻序列；解碼端導出自適應幀內預測模式技術無須傳輸額外濾波器信息，因而可適用于更寬廣的分辨率范圍，但對解碼端的計算能力要求很高；固定預測濾波器系數技術的預測濾波器在線