發(fā)布時間：2020-05-20 02:18

【摘要】：隨著視頻編碼壓縮技術(shù)的發(fā)展,特別是H.264標準的推出,以規(guī)則塊為單位的視頻壓縮性能得到巨大提升。如何進一步提高視頻編碼性能,實現(xiàn)比H.264壓縮效率高一倍的新一代視頻編碼方案,是視頻領(lǐng)域近年來的研究重點之一。本文從非規(guī)則塊模型的角度出發(fā),對視頻壓縮中的雙向預(yù)測幀、幀間運動模型和DCT變換等方面展開研究。 關(guān)鍵點濾波匹配是一種基于彈性模板的圖像匹配方法,適合表達各種形變運動。但彈性模板對遮擋較為敏感,本文提出基于雙向匹配的遮擋修止模型,有效改善部分遮擋區(qū)域的主觀和客觀質(zhì)量；而針對圖像邊界匹配問題,本文提出一種無約束邊界擴展模型,有效解決圖像邊界失配問題。 本文將基于關(guān)鍵點濾波匹配的圖像插值用于解決視頻編碼中雙向預(yù)測幀的壓縮。首先對直接跳幀編碼進行測試分析,結(jié)果表明在中低碼率下,插值圖像質(zhì)量與傳統(tǒng)B幀相當,總體碼率可節(jié)省約5-15%。分析表明模型失效、線性插值和非線性運動的偏差是造成插值圖像客觀質(zhì)量不高的原因。針對模型失效,提出帶局部補償?shù)奶鴰幋a思想,實驗結(jié)果表明帶局部補償?shù)奶鴰幋a比傳統(tǒng)B幀編碼在中低碼率下節(jié)省碼率5-10%,圖像質(zhì)量略高于B幀；高碼率下圖像質(zhì)量不如B幀,但可節(jié)省碼率10-20%。針對線性插值和非線性運動失配問題,依據(jù)人眼對短時間間隔內(nèi)運動特性不敏感的特點,提出帶主觀加權(quán)的圖像質(zhì)量評價準則,根據(jù)該準則,進一步證實跳幀編碼在中低碼率更具優(yōu)勢的特點。 傳統(tǒng)規(guī)則塊運動估計,不符合運動物體的不規(guī)則邊界。本文提出混合塊分割思想：大的規(guī)則塊和小的不規(guī)則塊分割相結(jié)合。據(jù)此提出基于折線的塊分割方法,采用一條折線擬合規(guī)則塊內(nèi)的物體邊界,從而提高運動估計的準確度,結(jié)果表明折線分割比傳統(tǒng)規(guī)則塊分割的性能增益約02.-0.3dB。傳統(tǒng)二維DCT無法有效處理傾斜邊界,本文提出重排DCT思想,先對像素塊進行位置重排,再進行DCT,從而提高DCT系數(shù)集中性,結(jié)果表明在中高碼率,性能提高0.1-0.2dB。此外,還提出重排DCT與不規(guī)則塊分割相結(jié)合的編碼方法,利用不規(guī)則塊分割信息表達重排DCT的方向,減少所需比特數(shù),結(jié)果表明重排DCT與不規(guī)則塊分割相結(jié)合,在各個碼率下,性能增益均到達0.2-0.3dB。 視頻壓縮性能的提高帶來運算復(fù)雜度的急劇增大。嵌入式MPSOC作為一種并行計算的處理器系統(tǒng),適合數(shù)據(jù)量大、運算復(fù)雜度高的視頻信號處理,同時,嵌入式MPSOC也面臨著存儲資源有限、調(diào)度復(fù)雜等問題。本文以實驗室自主研發(fā)的嵌入式多媒體MPSOC (MediaSOC3201A)為平臺,以MPEG4編碼為例,對嵌入式MPSOC在視頻壓縮中的存儲優(yōu)化、多核調(diào)度等相關(guān)問題進行研究。 針對數(shù)據(jù)空間優(yōu)化,設(shè)計了基于宏塊的編碼策略,數(shù)據(jù)空間比基于宏塊組的編碼策略節(jié)省了約52.1%。針對單核程序存儲空間不足的問題,提出一種基于主從結(jié)構(gòu)的MPSOC程序覆蓋機制,對于MPEG4編碼,單核程序空間可節(jié)省33.6%。針對MPSOC中多處理器調(diào)度復(fù)雜的問題,提出一種面向?qū)ο蟮恼{(diào)度策略,將各個處理器上的軟件模塊進行統(tǒng)一封裝,分離調(diào)度和數(shù)據(jù)通信,實現(xiàn)多核調(diào)度的統(tǒng)一化。將MPEG4編碼分離為變長編碼和其他功能兩個模塊,分配在不同處理器上,采用面向?qū)ο蠓椒▽幋a過程進行調(diào)度,相對于基于程序覆蓋的編碼機制,編碼效率提升33.19%。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP368.1;TN919.81

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 楊克偉;視頻壓縮算法研究[D];廈門大學(xué);2014年

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本文編號：2671867