无线流媒体中的可伸缩视频编码技术的研究

论文摘要

随着第三代移动通信技术的飞速发展,流媒体业务正在无线网络中得以广泛的应用。可伸缩视频编码技术以其良好的压缩性能和网络亲和性,灵活的应用于网络视频传输过程中,能够很好地适应网络带宽的动态变化。将可伸缩视频编码技术应用于无线流媒体中,可以充分发挥其高效的编码优势,为流媒体的传输提供可靠的保障。本文首先介绍了论文的研究背景与研究意义,分析了目前视频编码技术在国内外的发展现状及可伸缩视频编码技术的研究情况,并就论文的主要内容做出了结构框架的安排。接着介绍了有关流媒体方面的基础知识、技术发展情况及现阶段存在的一些问题,通过与传统的编码技术相比,阐述了H.264视频编码技术的特点及关键技术,给出了其基本的体系结构、编解码器的工作流程、编码的关键技术等内容。其中的关键技术包括帧内预测模式、帧间预测模式、整数变换与量化、熵编码。在第三章中阐述了可伸缩性视频编码技术的核心思想,即分层编码。将一段视频序列编码成一个基本层和若干个增强层；基本层可以独立解码,能够保证最基本的视频质量,增强层依赖于基本层,根据实际需要有选择的进行解码。对仿真实验中用到的JSVM软件平台的使用方法及具体的测试工具进行了说明。重点研究了可伸缩性编码中的时域可伸缩性编码、空域可伸缩性编码、质量可伸缩性编码的原理及算法,并通过具体的仿真实验验证其编码性能,对仿真结果进行了分析。最后,在上述研究的基础上,进一步研究了粗粒可伸缩编码、精细可伸缩编码、中等粒度可伸缩性编码的框架和原理。对已提出的FGS改进算法,即渐进精细可伸缩视频编码、自适应选择参考图像的FGS算法进行了研究。结合流媒体的应用对中等粒度可伸缩编码提出了一种改进算法,通过实验仿真对其编码性能进行了研究,结果表明该算法能够提高编码效率。综上,本文主要对无线流媒体中的可伸缩视频编码技术进行了研究,先是针对具体的编码框架和原理进行研究,逐步扩展到具体的算法。通过实验仿真分析编码性能,提出了改进算法,取得了一些有价值的研究成果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与研究意义
• 1.2 国内外的研究热点及现状
• 1.2.1 视频编码技术的发展
• 1.2.2 可伸缩视频编码技术的发展
• 1.3 论文的主要内容
• 第2章 流媒体和H.264编码技术
• 2.1 流媒体技术及其发展
• 2.1.1 流媒体技术简介
• 2.1.2 无线流媒体技术发展及存在的问题
• 2.2 H.264编码的体系结构
• 2.2.1 H.264的两层体系结构
• 2.2.2 H.264的片和片组
• 2.2.3 H.264的三种档次
• 2.3 H.264的编解码器
• 2.3.1 H.264的编码器
• 2.3.2 H.264的解码器
• 2.4 H.264编码的关键技术
• 2.4.1 帧内预测模式
• 2.4.2 帧间预测模式
• 2.4.3 整数变换与量化
• 2.4.4 熵编码
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于H.264的可伸缩视频编码技术
• 3.1 可伸缩视频编码概述
• 3.2 JSVM软件平台介绍
• 3.3 时域可伸缩视频编码技术
• 3.3.1 时域可伸缩视频编码的结构
• 3.3.2 仿真实验及分析
• 3.4 空域可伸缩视频编码技术
• 3.4.1 空域可伸缩性编码技术中的预测模式
• 3.4.2 仿真实验及分析
• 3.4.3 扩展的空域可伸缩视频编码技术
• 3.5 质量可伸缩视频编码技术
• 3.5.1 概述
• 3.5.2 粗粒可伸缩视频编码技术
• 3.5.3 仿真实验及分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 精细可伸缩视频编码技术
• 4.1 细粒度可伸缩编码算法的基本框架
• 4.1.1 离散余弦变换
• 4.1.2 基于DCT变换的位平面编码
• 4.1.3 精细可伸缩性编码原理
• 4.2 渐进精细可伸缩视频编码
• 4.2.1 PFGS技术研究
• 4.2.2 基于宏块的渐进可伸缩编码
• 4.3 自适应选择参考图像的FGS算法
• 4.4 本章小节
• 第5章 中等粒度可伸缩视频编码技术
• 5.1 MGS的漂移控制方式
• 5.2 中等粒度可伸缩编码的原理
• 5.3 改进的中等粒度可伸缩编码方法
• 5.3.1 算法改进
• 5.3.2 仿真实验及分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢