H.264/AVC视频编码快速算法分析

论文摘要

H.264/AVC标准是国际电信联盟(ITU)和国际标准化组织(ISO)联合提出的新一代视频编码国际标准。标准以较高的编码效率和网络亲和性受到人们的广泛关注。由于集成了近些年来视频编解码领域的一系列最新技术,在同等的图像质量下,H.264的编解码复杂度要比先前的一些标准的复杂度高出几倍甚至十几倍。如此高的计算复杂度严重影响了H.264/AVC的应用和推广,因此如何在保证编码效率的基础上尽可能地降低编码计算复杂度成为研究的热点。本文针对H.264/AVC编码计算量较大的帧内预测和帧间块划分模式选择部分进行了快速算法方面的研究。本文首先介绍了视频编码技术原理以及视频编码标准的发展历程,接着全面分析了H.264视频编码标准,详细描述了H.264标准的关键技术,重点说明了H.264标准的帧内和帧间预测技术。最后文章在总结当前H.264编码帧内和帧间预测模式选择算法的现状后,针对H.264帧内和帧间预测模式,分别讨论了主要的帧内和帧间预测模式快速算法,并对算法在参考软件JM86上进行了实验。实验结果表明,快速帧内和帧间选择算法可以在图像质量基本保持不变的基础上,有效地降低编码复杂度和编码时间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 视频压缩编码原理
• 1.1.2 视频编码标准的发展
• 1.1.3 视频质量的评价
• 1.2 本文的选题背景
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 H.264/AVC 视频编码标准
• 2.1 H.264/AVC 标准的制定与发展
• 2.2 MPEG-x 系列标准
• 2.3 H.264/AVC 基本编码框架
• 2.4 H.264/AVC 的框架划分
• 2.5 H.264/AVC 编码关键技术
• 2.5.1 INTRA4×4 帧内预测
• 2.5.2 INTRA16×16 帧内预测模式
• 2.5.3 树状结构运动补偿
• 2.5.4 高精度运动搜索
• 2.5.5 多参考帧预测
• 2.5.6 整数DCT 变换
• 2.5.7 量化
• 2.5.8 熵编码
• 2.5.9 去块效应滤波
• 2.6 H.264/AVC 语法结构
• 2.7 本章小结
• 第三章 帧内模式快速选择算法
• 3.1 H.264/AVC 帧内模式选择
• 3.2 相关快速算法研究
• 3.3 全搜索算法
• 3.4 DF 算法
• 3.5 基于预测模式直方图的帧内预测快速算法
• 3.5.1 边缘方向场
• 3.5.2 4×4 亮度块模式选择快速算法
• 3.5.3 16×16 亮度块模式选择
• 3.5.4 8×8 色度快模式选择算法
• 3.5.5 算法复杂度分析
• 3.6 实验结果及分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 帧间模式快速选择算法
• 4.1 研究现状
• 4.2 快速帧间模式选择算法
• 4.2.1 H.264 模式选择
• 4.2.2 视频序列的分布特性及相关性分析
• 4.2.3 Mean Shift 聚类算法
• 4.2.4 基本思想
• 4.2.5 算法步骤
• 4.3 实验结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献