H.264中复杂度分级的多参考帧运动估计算法优化

摘要

作为最新的国际视频编码标准，H．264／AVC的压缩性能比以往任何视频编码标准都有较大提高，这归功于它引入的几项先进编码技术，多参考帧运动估计就是其中之一。在运动估计方面，H．264／AVC引入的多参考帧运动估计技术，为其压缩性能的提高做出较为明显的贡献，但是，其带来的计算量随着参考帧数目的增多而呈线性增长，运算复杂度过高。本文即针对H．264／AVC标准，优化其先进的多参考帧运动估计技术，以在保证压缩质量的前提下，提高效率，让多参考帧运动估计技术更好的发挥其应有的作用。 本文介绍了H．264／AVC的关键技术，并深入理解H．264／AVC的编解码框架，重点研究H．264／AVC的多参考帧运动估计技术特点，因其不仅为导致H．264复杂度大幅提升的主要原因之一，亦是当今视频压缩领域的研究热点之一。 本文在详细分析当今两个主流的多参考帧运动估计优化思路的基础上有所创新，即有别于现有的参考帧之间运动矢量合成的方法和快速选择参考帧的方法，提出了新的复杂度分级的优化思路，通过对复杂度不同的编码块进行分类，进而采取难易不同的策略来进行处理，以期尽量避免不必要的计算，从而得以提高效率。本文所提出的算法作为H．264／AVC标准的一个完整的运动估计解决方案，已经在JVT的联合模型(Joint Model，JM)中进行了实验验证。与全搜索算法相比，本文算法在编码质量下降并不明显的情况下大大提高了编码速度；与已有的多参考帧运动估计快速算法相比，本文算法在PSNR、码率和编码速度上都有不同程度的改进，产生了较好的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2数字视频压缩编码标准的发展

1.3论文的工作和结构

第二章H.264/AVC关键技术与运动估计算法

2.1 H.264编解码器的档次与结构图

2.2 H.264/AVC中的关键技术

2.3运动估计与运动补偿的原理

2.4块匹配的运动估计算法

2.5率失真优化算法

第三章多参考帧运动估计分析及其优化算法综述

3.1多参考帧运动估计具体分析

3.2通过合成运动矢量的方法加速多参考帧运动估计

3.3快速选择参考帧的方法加速多参考帧运动估计

第四章本文算法——复杂度分级的多参考帧运动估计优化算法

4.1实验平台的选择—开源编码器简介

4.2问题背景陈述

4.3方法探究

4.4算法步骤描述

4.5模拟结果比较

4.6结论与存在问题

第五章结束语

5.1论文总结

5.2未来展望

参考文献

附录硕士阶段参与的科研课题

致谢