基于H.264/AVC的视频预测技术研究

论文摘要

随着多媒体技术的飞速发展,许多应用领域对视频图像的实时压缩提出了更高的要求,快速、高效的压缩算法是解决这一问题的关键。本文从分析视频压缩标准入手,介绍了最新压缩标准H.264的一些主要技术环节,重点介绍了其中运算量最大最耗时的部分一运动估计和帧内预测这两部分的细节和一些经典算法,分析各种算法的复杂度和优缺点。运动估计部分的搜索模式很重要,合适的搜索模式对于避免局部最优点、加快搜索速度具有决定性意义,而帧内预测的准确快捷与否,直接影响着后续帧编码的效率,因此本文在已有成果的基础上提出了一种新的运动估计算法和帧内预测算法。本文所做的工作:●本文针对一些算法过早的确定搜索方向,容易陷入局部最优点缺失搜索准确度的情况,提出一种新的基于搜索方向预测的运动估计算法。该算法提出了一种四边形辅以六边形的两步搜索策略,先以四边形作为搜索图形,粗略确定搜索方向,最后以六边形搜索确定以后的搜索中心点,最后采用早期搜索终止策略,及时的避免了过度搜索的缺点。实验结果表明,与单一搜索图形相比,该算法具有更高的搜索精度和搜索速度。●对帧内预测部分,本文另辟蹊径,提出以预测块本身的特征作为该块模式划分的策略,将预测块抽象成矩阵,利用矩阵相似度的有关理论方法来解决帧内预测模式划分。实验结果表明,与以前的预测策略相比,该算法在比特率稍微上升的情况下,预测时间和计算复杂度大大降低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状及存在的问题
• 1.2.1 运动估计研究现状
• 1.2.2 帧内预测研究现状
• 1.3 论文的主要工作及创新点
• 1.4 本文的结构
• 第二章 H.264/AVC关键技术
• 2.1 分层设计
• 2.2 帧间预测
• 2.3 帧内预测
• 2.4 变换和量化
• 2.5 熵编码
• 2.6 去块滤波
• 2.7 编码档次
• 2.8 SP/SI帧
• 2.8.1 流间切换
• 2.8.2 拼接与随机接入
• 2.9 本章小结
• 第三章 H.264有关运动估计和帧内预测的研究
• 3.1 运动估计相关原理
• 3.2 相关算法
• 3.2.1 全搜索算法（FS， Full Search）
• 3.2.2 三步法（TSS， Three Step Search）及其相关算法
• 3.2.2.1 四步法（FSS，Four Step Search）
• 3.2.2.2 新三步法（NTSS，New Three Step Search）
• 3.2.3 菱形搜索算法（DS，Diamond Search）
• 3.2.4 六边形搜索算法（HEXBS，HEXagon-Based Search）
• 3.2.5 非对称十字型多层次六边形搜索算法（UMHexagonS）
• 3.3 算法分析及实验结果对比
• 3.3.1 算法分析
• 3.3.2 实验结果分析
• 3.4 帧内预测相关原理
• 3.5 快速帧内预测算法
• 3.5.1 利用空间域与变换域特点的帧内预测模式选择快速算法
• 3.5.2 自适应空域帧内预测算法
• 3.5.3 Pan算法
• 3.5.4 “取点”算法
• 3.6 算法分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 新的运动估计算法和帧内预测算法
• 4.1 新的运动估计算法
• 4.1.1 运动矢量起点预测
• 4.1.2 整像素运动估计策略
• 4.1.3 搜索终止策略
• 4.1.4 算法分析
• 4.1.5 实验结果对比
• 4.2 新的帧内预测算法
• 4.2.1 矩阵相似度的有关概念
• 4.2.2 算法步骤
• 4.2.3 算法分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 主要研究工作总结
• 5.2 后续研究
• 5.3 展望
• 参考文献
• 硕士在读期间科研成果介绍
• 致谢