本文關鍵詞：H.264視頻壓縮編碼快速運動估計算法研究

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【摘要】：隨著信息技術的不斷發(fā)展,利用網絡傳輸途徑獲取各種標準格式的視頻信息已然成為人們日常生活中不可或缺的內容,人們對視頻質量、壓縮效率的要求越來越高,這使得新視頻編碼標準的出現(xiàn)和國際化。H.264標準提出于2003年,繼承了以前視頻編碼標準的編解碼器結構,同時引入了多種先進技術,新技術使得H.264具有高壓縮率,但同時也帶來大量額外編碼負荷。運動估計是視頻壓縮編碼的關鍵技術,它對視頻編碼的質量及效率有直接影響。同時運動估計也是視頻編碼中最耗時的環(huán)節(jié),其計算復雜度占整個編碼過程的80%左右。所以研究出有效的運動估計算法對提高視頻編碼效率有很重要的意義,是提升視頻信息壓縮效率的有效方法。本文首先介紹了H.264標準基本框架,基本原理及其中的關鍵技術,進一步深入了解運動估計的原理、策略以及幾種經典塊匹配運動估計算法,對其中的UMHexagon S算法進行深入研究,對其存在的不足進行了優(yōu)化與改進,并在該算法基礎上設計了一種自適應混合模板搜索算法。UMHexagon S算法是H.264標準中性能最佳快速運動估計算法,但它仍然存在諸多不足之處。其一,該算法中的五種起始預測順序并非最優(yōu);其二,該算法的5×5方形模板沒有充分利用矢量分布特性,搜索點數過多;其三,對亞宏塊模式遍歷搜索,導致大量不必要的搜索點數。改進算法根據起始預測MV成為最佳點的可能性大小對起始預測MV的檢測順序進行了優(yōu)化,提高了算法起始預測的精準度;設計了一種改進的5×5模板有效減少了搜索點數;增加了一種針對亞宏塊的提前終止策略,避免大量無效的搜索。在JM平臺上的仿真實驗結果表明,改進算法在有效保證編碼質量和效率的條件下,運動估計時間平均降低28%左右。結合分析UMHexagon S和經典運動估計算法,提出了一種自適應混合模板搜索算法。算法利用宏塊的時空相關性實現(xiàn)對靜止塊的判定,并對其直接停止搜索;依據塊的運動類型來自適應選擇起始點和模板,對于中、小運動塊跳過大模板粗搜索直接進入小模板細搜索。實驗結果表明,自適應混合模板搜索算法的搜索精度接近于UMHexagon S,但是搜索速率優(yōu)于H.264標準中已有的快速運動估計算法。
【關鍵詞】：視頻壓縮編碼 運動估計 提前終止策略 時空相關性
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.81
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究內容11-12
• 1.4 結構安排12-13
• 第二章 H.264 視頻編碼標準概述13-22
• 2.1 H.264 標準簡介13
• 2.2 H.264 標準編解碼器13-14
• 2.3 H.264 標準關鍵技術14-21
• 2.3.1 幀內預測14-16
• 2.3.2 幀間預測16
• 2.3.3 運動矢量16-18
• 2.3.4 整數變換與量化18-19
• 2.3.5 熵編碼19-20
• 2.3.6 去方塊濾波20
• 2.3.7 率失真優(yōu)化20-21
• 2.4 本章小結21-22
• 第三章 基于塊匹配運動估計算法22-30
• 3.1 塊匹配運動估計原理22-23
• 3.2 塊匹配運動估計策略23-25
• 3.2.1 常見塊匹配準則23-24
• 3.2.2 搜索方式24-25
• 3.3 經典塊匹配運動估計算法25-29
• 3.3.1 全搜索算法25
• 3.3.2 三步搜索算法25-26
• 3.3.3 四步搜索算法26-27
• 3.3.4 鉆石型搜索算法27-28
• 3.3.5 六邊形搜索算法28-29
• 3.4 本章小結29-30
• 第四章 UMHexagonS算法研究與優(yōu)化30-46
• 4.1 UMHexagonS算法分析30-36
• 4.2 UMHexagonS算法優(yōu)化36-40
• 4.2.1 起始預測MV檢測順序優(yōu)化36-38
• 4.2.2 5×5 螺旋全搜索改進38-39
• 4.2.3 基于亞宏塊模式檢測的提前終止策略39-40
• 4.3 改進算法描述40-41
• 4.4 實驗結果與分析41-45
• 4.4.1 改進算法性能的客觀評價41-44
• 4.4.2 改進算法性能的主觀評價44-45
• 4.5 本章小結45-46
• 第五章 自適應混合模板搜索算法46-54
• 5.1 對靜止塊的判斷46-47
• 5.2 對運動類型的判斷47-48
• 5.3 算法的搜索模板48-49
• 5.4 算法的搜索策略49-50
• 5.5 算法流程50
• 5.6 實驗結果與分析50-53
• 5.7 本章小結53-54
• 第六章 總結與展望54-56
• 6.1 全文總結54
• 6.2 工作展望54-56
• 參考文獻56-59
• 致謝59-60
• 攻讀學位期間的研究成果60-61

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 劉英哲;王進祥;;H.264中一種基于搜索范圍自適應調整的運動估計算法[J];電子與信息學報;2013年06期

2 丁燕;宋雪樺;閆述;彭琛;;基于快速運動估計UMHexagonS算法的改進[J];數據采集與處理;2009年05期

3 樓劍,陸亮,虞露,董潔;H.264變換和量化的分析[J];浙江大學學報(工學版);2004年05期

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1 李文潔;H.264碼率控制的研究與實現(xiàn)[D];北京郵電大學;2006年

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本文編號：732618