視頻編碼關鍵技術研究.pdf

1、多媒體通信將是新一代通信系統(tǒng)的典型業(yè)務和顯著特征，而視頻編碼技術是多媒體技術的基礎和核心。本文就是在國家863重大攻關課題——“數(shù)字視音頻編碼、傳輸、測試與應用示范系統(tǒng)”（No.2002AA119010）的資助下，對視頻編碼的關鍵技術進行深入地研究；同時參加“中國數(shù)字音視頻編解碼技術標準化工作組（簡稱AVS工作組）”的工作，積極參與技術提案的提交和標準的制定。本文研究了基于DCT的視頻編碼的部分關鍵技術，包括編碼效率提高、復雜度控制和碼

2、率控制技術等。另外，對小波變換進行了研究，提出了一種系數(shù)補償方法以增強基于小波編碼的視頻質(zhì)量。在移動通信環(huán)境中，由于通信系統(tǒng)帶寬的限制，傳輸帶寬是有限的。要在有限的帶寬條件下傳輸更好的視頻質(zhì)量，就要求視頻的編碼效率足夠高。本文針對幀內(nèi)預測編碼技術，在大量實驗的基礎上提出了一種提高視頻編碼效率的方法，其基本思想是：在進行幀內(nèi)預測編碼時，根據(jù)大樣本統(tǒng)計得到的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和模型，提高模式預測的準確度（匹配概率）。因為模式預測的匹配概率越高，寫入到

3、輸出碼流中表示預測模式信息的比特位越少，碼流越節(jié)省。實驗證實：本文方法的理論分析正確，實驗結(jié)果效果明顯；可以達到節(jié)省碼流、提高編碼效率的目的。最新的視頻編碼標準采用了眾多新技術，其編碼器的編碼效率得到顯著提高，同時也使其計算量急劇地增加。為了視頻應用于計算資源有限的通信終端中，必須對編解碼器的計算量進行控制。傳統(tǒng)方法是對編解碼器進行優(yōu)化，以加速其運行速度。本文針對幀內(nèi)預測技術的特點，提出了一種計算復雜度分級控制策略。該策略基于視頻圖像的

4、時間相關和空間相關特性，將幀內(nèi)預測的全部模式集劃分割成兩個子集：強相關性子集和弱相關性子集。首先在強相關性的子集中，計算得到一個次優(yōu)的預測模式。然后根據(jù)計算量的冗余，在相關性弱的子集中再次選取部分模式進行計算，以確定最優(yōu)的幀內(nèi)預測模式，最后對圖像塊進行編碼處理。實驗證實：本文方法在對幀內(nèi)預測計算量的控制靈活、準確，對編碼性能的影響很小。當視頻應用于中低檔的移動終端時，本文策略中可以提供一種行之有效的復雜度控制方法。碼率控制技術雖然不是視

5、頻標準必需的一部分，但其重要性是顯而易見。視頻編碼標準中都采用了其獨特的碼率控制算法。碼率控制算法一般依據(jù)其碼率預測模型QP=f(R)，按照輸出碼流的大小對量化系數(shù)進行調(diào)整，從而達到控制輸出碼率的目的。本文首先根據(jù)一幀數(shù)據(jù)的實際編碼比特與有效比特位之間的關系，建立了一種基于圖像幀級的碼率預測模型，然后基于此模型提出了一種新的碼率控制策略。本文方法在H.264和AVS-M中的實驗，表明在低碼率情況下可取得較好的控制效果，適用于移動多媒體通

6、信等應用之中。小波變換與DCT變換相比具有很多優(yōu)點，如無明顯的“方塊”效應、具有良好的編碼伸縮性等，已經(jīng)廣泛應用于靜態(tài)圖片壓縮（JPEG2000）和視頻壓縮（MotionJPEG2000）之中。本文提出了一種小波變換圖像的后處理方法，對有損壓縮的圖像可以增強和恢復其圖像細節(jié)。圖像的壓縮率越高，該方法的增強效果越明顯，并且算法實現(xiàn)簡單，需要增加的代價極小。同時，本文的部分研究成果作為視頻技術提案被AVS工作組采納，進入AVS-M標準之中并