標準間轉碼的研究及一個轉碼方案的實現(xiàn).pdf

1、在各個具體應用環(huán)境中，視頻數據的壓縮、存儲、傳輸采用了不同的格式和標準。在數字視頻信號被不同的標準和格式壓縮編碼后，在許多應用對用戶透明的情況下，需要對這些壓縮視頻流進行轉碼處理。壓縮視頻流轉碼，就是將一種標準或格式的壓縮視頻流處理成更適應于某特定應用環(huán)境的另一種標準或格式的壓縮視頻流。本文首先對MPEG系列視頻壓縮編碼標準的框架結構、數據流格式、編解碼過程作了詳細的介紹和總結，并分析了MPEG-1和MPEG-2，MPEG-2和MPEG

2、-4標準之間的異同，為下面的轉碼研究工作奠定了基礎。壓縮視頻流轉碼主要分為兩大類：一類是把編碼視頻流從適合某一傳輸環(huán)境的壓縮格式轉換成適合于另一傳輸環(huán)境的壓縮格式，稱為同類視頻轉碼；另一類是把壓縮視頻流從某一種標準轉換成另一種標準，稱為不同類視頻轉碼。針對同類視頻轉碼，本文主要研究同一種編碼標準下的壓縮視頻流格式轉碼，包括任意尺寸轉碼、碼率轉碼，以及隔行掃描/逐行掃描變換。提出了變換比例為任意有理數L/M時的像素域任意尺寸轉碼算法，以及

3、針對任意尺寸轉碼器的運動矢量重用算法。運動矢量重用算法節(jié)省了較大的運算量，而視頻質量與進行重新完全運動估計的轉碼器視頻質量相差較小，是轉碼器中經常采用的方法。另外，DCT域轉碼比像素域轉碼節(jié)省了DCT/IDCT變換對，可以降低運算復雜性，因此文中又論述了DCT域轉碼處理方法，包括DCT域圖像下采樣（主要針對變換比例較簡單的情況）、DCT域反運動補償和DCT域運動補償算法。由于MPEG-4具有多種優(yōu)越性能，在網絡視頻傳輸、存儲和剪輯等許多

4、領域中將得到廣泛應用。目前許多視頻流都是按照MPEG-2標準壓縮編碼的，因而研究開發(fā)高效的MPEG-2到MPEG-4壓縮視頻流轉碼器十分必要。針對不同類視頻轉碼，本文以MPEG標準間視頻流轉碼為背景，主要研究了MPEG-2到MPEG-4SP@ML（簡單框架主級，SimpleProfile@MainLevel）的轉換編碼。文中首先對MPEG-2和MPEG-4標準算法的異同作了比較，分析了轉碼設計中的一些關鍵問題，由此推出五種像素域和DCT

5、域轉碼結構，并對五種轉碼器的性能進行了分析比較。每種轉碼結構是運算復雜性和視頻質量的一種折衷算法，各有優(yōu)缺點。通過前面轉碼器結構的研究比較，選用了基于像素域省略運動估計的快速級聯(lián)轉碼體系結構作為實驗MPEG-2至MPEG-4壓縮視頻流轉碼器的轉碼結構。在此轉碼結構基礎上，對轉碼器中的語義層轉換、編碼模式復用、運動矢量重用、DCT系數處理等技術作了深入研究。其中的關鍵算法包括：運動矢量重用、幀模式轉換、混合塊處理和DCT系數映射等。運動矢