運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償三維小波可擴(kuò)展視頻編碼技術(shù)研究.pdf

1、視頻編碼是數(shù)字圖像處理的重要分支，其在理論上取得了重大成功，也在實(shí)際應(yīng)用中獲得了很大進(jìn)步，一系列視頻編碼國際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下視頻應(yīng)用的層出不窮，網(wǎng)絡(luò)和終端的異構(gòu)性使得視頻編碼方法在有效性和靈活性方面面臨挑戰(zhàn)。因此，視頻編碼的目標(biāo)已經(jīng)由面向存儲(chǔ)，即單純追求壓縮效率，轉(zhuǎn)為面向傳輸，希望壓縮碼流能夠適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境，而不會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬、用戶狀況等條件的限制。經(jīng)過近十年的研究，可擴(kuò)展視頻編碼被認(rèn)為是一種在無線、因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)

2、環(huán)境下進(jìn)行視頻傳輸?shù)木幋a解決方案，它僅用一個(gè)可調(diào)整的碼流就可以滿足不同用戶的個(gè)性化需求。 本文在對運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償三維小波可擴(kuò)展視頻編碼框架進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對該框架涉及的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，即運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波、三維小波變換結(jié)構(gòu)以及三維小波子帶編碼進(jìn)行了深入研究。 首先，在分析傳統(tǒng)小波變換理論和提升小波變換實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，對編碼框架中用于去除時(shí)間冗余的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，利用Haar小波的提升實(shí)現(xiàn)進(jìn)行沿運(yùn)動(dòng)軌跡的時(shí)域?yàn)V波。該方

3、法能夠保持傳統(tǒng)小波變換的優(yōu)勢，高效的去除時(shí)域冗余信息，同時(shí)通過提升小波的整型變換能夠快速實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，降低了計(jì)算復(fù)雜度，減小了內(nèi)存需求，提高了小波視頻編碼器的性能。 接下來，研究了兩種典型的三維小波變換結(jié)構(gòu)，通過組織多級(jí)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)域?yàn)V波，以更有效地去除時(shí)域冗余信息。本文基于視頻序列的運(yùn)動(dòng)特征，提出了一種自適應(yīng)三維小波變換結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)視頻序列的運(yùn)動(dòng)劇烈程度自適應(yīng)確定幀組大小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在保證視頻序列編碼性能的同時(shí)

4、，尤其可以提高對運(yùn)動(dòng)劇烈視頻序列的壓縮效果，同時(shí)還能大大降低計(jì)算量和存儲(chǔ)空間。 小波子帶編碼方法，在二維圖像壓縮中取得了巨大進(jìn)展，并已經(jīng)涌現(xiàn)了多種高效的嵌入式小波圖像編碼方法。本文對已有的SPIHT算法進(jìn)行改進(jìn)，充分利用其空間方向樹能夠高效組織小波系數(shù)的優(yōu)勢，將其由針對灰度圖像的編碼方法擴(kuò)展為對視頻序列彩色圖像的壓縮。四叉樹分裂是一種簡單有效的小波系數(shù)組織方式，本文考慮到視頻序列時(shí)域高頻幀非自然圖像的特點(diǎn)，根據(jù)小波系數(shù)在頻率和空