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1、 f 类：王! 苎_ 分# ：卫塑! 旦一 单位代码j 垡! ! L 自级： 专J 名癣孪坐彦 硕士学位论文 论文题目：H2 6 4 A V C 帧内预测算法优化研究 学生姓名 学号 指导 学科 研究 教师 专业 方向 赵杰 硕0 5 0 8 3 2 邱晓晖副教授 模式识别与智能系统 智能信号处理 论文提交日期 二o o 八年四月 南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要 摘要 I T U TH 2 6 4 M P E G 一4P a r t1 0A V C ( 简称H 2 6 4 ) 是由I S O I E C 的运动图像专家组M P E G 和I T U T 的视频编码专家组V C E G 组成
2、的联合视频小组J V T 共同制定而成的最新的国际 视频编码标准，其中包含了众多先进的视频压缩技术和思想。比以前的视频编码标准在编 码效率方面有了明显的提高，并且还拥有更好的网络友好性和容错性，然而H 2 6 4 的高压 缩编码效率却使得编码器的计算复杂度急剧增加，与M P E G - 4 简单配置相比，其编码复杂 度更是增加了1 0 倍，所以必须对压缩编码算法进行优化以提高其编码效率，特别是在实 时应用中。 本文安排如下：首先，扼要介绍了视频压缩编码的基本原理和标准。其次，介绍了H 2 6 4 编码标准的编解码器结构和关键技术。然后，在H 2 6 4 软件参考模型J M 8 6 的基础上，通
3、 过对H 2 6 4 帧内预测编码方法性能的分析和研究，提出了一种基于宏块平滑特性的帧内预 测快速算法，同时讨论了基于4 4 宏块模式选择的帧内预测快速算法以及改进算法基于 R D O 的双闽值快速算法。这些算法主要是利用当前块及其周围像素的某些特征，预先排除 某些可能性很小的预测模式，或提前终止某些可能性小的模式判决计算，从而降低帧内预 测的复杂度。仿真实验结果表明，本文中所论述的方法可以在保持S N RY 、S N RU 、S N RV 几乎不变甚至有所增加的情况下有效地降低编码器的计算复杂度，并且具有较好的自适应 性。 关键字：H 2 6 4 ，帧内预测，视频编码，模式选择 南京邮电大学
4、硕士研究生学位论文A b s t r a c t Ab s t r a c t I T U TH 2 6 4 M P E G - 4P a r t1 0A V C ( H 2 6 4 A V Cf o rs h o r t ) ，w h i c hw a se s t a b l i s h e db yJ o i n t V i d e oT e a m ( T ) c o n s i s t i n go fe x p e r t sf r o mI T U T sV i d e oC o d i n gE x p e r t sG r o u p ( V C E G ) a n d I
5、S O I E C SM o v i n gP i c t u r eE x p e r t sG r o u p ( M P E G ) ，i st h en e w e s ti n t e r n a t i o n a lv i d e oc o d i n g s t a n d a r d ，a n dc o n t a i n sm a n ya d v a n c e dv i d e oc o d i n gt e c h n o l o g i e sa n dt h o u g h t s C o m p a r e dt o t h o s ee x i s t i n
6、 gv i d e oc o d i n gs t a n d a r d s ，H 2 6 4h a sm a d eab i gp r o g r e s si nc o d i n ge f f i c i e n c y , a n da f r i e n d l y i n t e r f a c eo fn e t w o r ka n df a u l tt o l e r a n c e B u tt h ea d v a n c e dc o d i n gc o m p r e s s i o n e f f i c i e n c yo fH 2 6 4m a k e
7、st h ec o m p u t a t i o n a lc o m p l e x i t yh a v ead r a m a t i ci n c r e a s e ，c o m p a r e dt o t h es i m p l ep r o f i l eo fM P E G - 4 ，i t sc o d i n gc o m p l e x i t yh a si n c r e a s e db y10t i m e s ，S Oi ti sn e c e s s a r y t oo p t i m i z et h ea l g o r i t h m so fc
8、 o m p r e s s i o nc o d i n gi no r d e rt oi m p r o v et h ec o d i n ge f f i c i e n c y , e s p e c i a l l yi nr e a lt i m ea p p l i c a t i o n F i r s t l y , t h i sp a p e r i n t r o d u c e st h eb a s i ct h e o r i e sa n ds t a n d a r d so f v i d e oc o d i n g ， S e c o n d l y
9、 , w es i m p l yi n t r o d u c et h es t r u c t u r eo fe n c o d e ra n dd e c o d e r ，k e yt e c h n o l o g i e s T h i r d l y , o nt h eb a s eo fr e f e r e n c es o f t w a r ee n c o d e rJ M 8 6 ，t h ep e r f o r m a n c eo fi n t r ac o d i n gi s a n a l y z e d A c c o r d i n gt ot
10、h ec h a r a c t e r i s t i c so fH 2 6 4 ，w ep r o p o s eaf a s ti n t r ap r e d i c t i o na l g o r i t h m b a s e do nm a c r o b l o c kp r o p e r t i e s ，d is c u s saf a s ti n t r ap r e d i c t i o na l g o r i t h mb a s e do n4 4b l o c k a n di t si m p r o v e dd o u b l et h r e
11、s h o l d si n t r a p r e d i c t i o na l g o r i t h m T h o s ea l g o r i t h m sa r em a i n l yt h e u s ec u r r e n tb l o c ka n dm o u n ds o m eo ft h ef e a t u r e so fp i x e l s ，r e m o v ec e r t a i np o s s i b l ev e r ys m a l l f o r e c a s tp a t t e r n si na d v a n c e ，o
12、 rt e r m i n a t ec e r t a i np o s s i b l es m a l lp a t t e r n sd e c i s i o nc o m p u t a t i o n a h e a do ft i m e T h es i m u l a t i o ne x p e r i m e n tr e s u l ti n d i c a t et h a tt h o s em e t h o d sc a nm a i n t a i n si nt h e s i t u a t i o nw h i c hS N R _ Y , S N R
13、 _ U ，S N R Va r en e a r l yi n v a r i a b l ee v e ni n c r e a s e ，r e d u c e se n c o d e r S c o m p u t a t i o nc o m p l e x i t ye f f e c t i v e l y ，a n dh a v eg o o da u t o - a d a p t e d F i n a l l y , s u m m a r yo f t h i sd i s s e r t a t i o ni sp r e s e n t e d K e yw o
14、r d s ：H 2 6 4 ，i n t r ap r e d i c t i o n ，v i d e oc o d i n g ，m o d es e l e c t i o n 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生豁姓吼醴：9 、工 南京邮电大学学位论文使用授权
15、声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 研究生虢丞丸导师签名：卵吃矗日期：脚譬，9 一 112 名：多叩吃“1 日期：剔譬， 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 第一章绪论 多媒体信息主要包括文字、声音、图像等内容，其中视频是最重要的组成部分之一。 这是因为视频信息具有直观、形象、准确
16、、高效和应用广泛等特点，容易被人类接受，据 统计人类通过视觉获取的信息占全部获取信息的6 0 。但与文本、语音等数据相比，未经 压缩的数字视频因为巨大的数据量而几乎没有什么实用价值。从传输角度来看：一路广播 级的彩色数字电视，若按4 ：4 ：2 的分量编码视频格式，用1 3 5 6 7 5 6 7 5 M H z 频率采样， 每像素用8 位编码，则比特率为2 1 6 M b p s ；另外，一路高清晰度电视，比特率更高达1 3 2 7 M b p s ，这么大的数据量，不便于图像的传输和存储。显然数字视频必须经过极大的压缩才 能具有实际意义，这就使得视频压缩技术成为多媒体技术的关键。 近二十多年来，经过世界众多的专家的合作研究，多媒体数据压缩技术取得了巨大的 发展，而且，数据压缩技术取得的科研成果已经越来越广泛地被应用于可视电话、视频会 议、数码相机、数字化视频光盘、数字高清电视等领域。尤其在网络通信技术高速发展的 今天，对多媒体通信的需求
