面向移動設(shè)備的視頻編碼技術(shù)研究.pdf

1、視頻編碼技術(shù)是多媒體通信中的關(guān)鍵技術(shù)之一。計(jì)算機(jī)技術(shù)和Internet技術(shù)的發(fā)展，推動數(shù)字視頻進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，各種視頻應(yīng)用平臺也在產(chǎn)業(yè)化過程中逐漸走向成熟。同時，視頻編碼技術(shù)也更加關(guān)注高性能和高效率的發(fā)展目標(biāo)，既要實(shí)現(xiàn)高的編碼效率，又要充分滿足高質(zhì)量、穩(wěn)定性的要求。 近年來，伴隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和消費(fèi)電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展，人們更希望能夠隨時隨地獲取多媒體信息。無線局域網(wǎng)(WLAN)、藍(lán)牙(Bluetooth) 以及第三代移動通信 (

2、3G) 技術(shù)已能夠提供基本的帶寬來滿足各種多媒體以及實(shí)時視頻傳輸應(yīng)用的需求；嵌入式系統(tǒng)的計(jì)算能力也使得在移動設(shè)備上實(shí)現(xiàn)實(shí)時多媒體信息處理逐步成為現(xiàn)實(shí)。 然而，由于移動設(shè)備計(jì)算資源的限制性和異構(gòu)性，以及無線網(wǎng)絡(luò)帶寬的波動性和傳輸?shù)牟环€(wěn)定性，導(dǎo)致基于Internet上的視頻編碼和傳輸技術(shù)不能直接有效的應(yīng)用于移動環(huán)境。在移動設(shè)備上實(shí)現(xiàn)實(shí)時的視頻編碼擁有眾多的技術(shù)問題與挑戰(zhàn)，對其進(jìn)行研究將具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本文對面向移動設(shè)備的視

3、頻編碼關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的分析與研究，主要研究內(nèi)容如下： 首先，結(jié)合視頻編碼基本技術(shù)以及視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，重點(diǎn)分析了面向移動設(shè)備視頻編碼技術(shù)的研究現(xiàn)狀和有待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，為本文的后續(xù)研究指明了方向。 接下來分析了最新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264的核心算法及其復(fù)雜度。H.264高效的編碼效率能夠有效的滿足無線帶寬的需求，但H.264高復(fù)雜度的算法卻無法有效的適應(yīng)移動設(shè)備的計(jì)算能力。本文針對H.264中復(fù)雜度最高的算法模

4、塊進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提出了基于H.264可變塊快速運(yùn)動估計(jì)算法和基于預(yù)測的模式?jīng)Q策算法，有效的降低了H.264視頻編碼的計(jì)算復(fù)雜度。 然后針對移動設(shè)備計(jì)算資源異構(gòu)性特點(diǎn)，提出了復(fù)雜度可伸縮的視頻編碼策略。并對視頻編碼過程中計(jì)算復(fù)雜度要求最高的運(yùn)動估計(jì)模塊進(jìn)行了復(fù)雜度可伸縮性設(shè)計(jì)，提出了復(fù)雜度可配置和復(fù)雜度上限可控的運(yùn)動估計(jì)算法，以滿足不同計(jì)算性能設(shè)備的視頻編碼實(shí)時性需求。在此基礎(chǔ)上，提出了細(xì)粒度計(jì)算復(fù)雜度可伸縮的運(yùn)動估計(jì)框架

5、，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動估計(jì)準(zhǔn)確性與計(jì)算復(fù)雜度的較好折衷。本文還針對移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境波動大、不穩(wěn)定等特點(diǎn)，對移動環(huán)境下視頻編碼的容錯技術(shù)進(jìn)行了深入研究，提出的兩種有效的視頻容錯算法。其一是基于重要塊保護(hù)的視頻容錯算法，采用非對稱的容錯方式，對感興趣區(qū)域(Region of Interest ROI)進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)和差錯控制，從而有效提高視頻的主觀質(zhì)量；其二是基于多描述符視頻編碼的自適應(yīng)錯誤恢復(fù)算法，不僅能夠與現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)兼容，而且具有復(fù)雜度低、容錯