【摘要】：在傳統(tǒng)多媒體教學(xué)過程中教師多采用PPT進行授課,師生之間缺乏互動交流,隨著教育改革的不斷深入和信息技術(shù)的快速發(fā)展,基于師生互動的智慧課堂教學(xué)方式逐漸得到一線師生的認可,而在師生互動的屏幕廣播應(yīng)用中,屏幕廣播具備數(shù)據(jù)量大、實時性能強等特點,成為智慧課堂互動教學(xué)中需要攻克的技術(shù)難點,其中視頻編碼的性能直接影響著廣播應(yīng)用的性能,其難點的攻破可極大地提升師生交互的用戶體驗,提升課堂教學(xué)效率和教學(xué)效果,對于提升課堂教學(xué)質(zhì)量具有很好的促進作用。為了開發(fā)智慧課堂互動教學(xué)系統(tǒng)以及互動教學(xué)中的屏幕廣播功能,本文通過改進H.265/HEVC中的幀內(nèi)預(yù)測算法實現(xiàn)屏幕廣播的高效視頻編碼,以提升互動教學(xué)中師生間的互動體驗,對于提高課堂教學(xué)質(zhì)量有較好的促進作用和現(xiàn)實意義。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計并實現(xiàn)了滿足智慧課堂教學(xué)的互動教學(xué)系統(tǒng),該系統(tǒng)具備教師授課、學(xué)生答題、學(xué)情分析、師生互動和課堂簽到等功能,可很好地提高教師授課效率,提升學(xué)生課堂參與的積極性,并對系統(tǒng)功能進行了完整的測試。(2)設(shè)計并實現(xiàn)了一個具有基本功能的屏幕廣播系統(tǒng)。通過已構(gòu)建的視頻編碼解碼框架,改進使其具備較好的編碼效率,可為屏幕廣播系統(tǒng)提供較好的視頻編碼服務(wù)。(3)通過分析互動教學(xué)屏幕視頻的特征,并結(jié)合H.265/HEVC中的幀內(nèi)預(yù)測算法的特點,從塊劃分過程和模式選擇兩個方面改進了幀內(nèi)預(yù)測算法,通過實驗測試分析了改進的幀內(nèi)預(yù)測算法的性能。本文研究的互動教學(xué)系統(tǒng)以及屏幕廣播功能,為實現(xiàn)智慧課堂教學(xué)做了有益嘗試。
【圖文】：

第 2 章 相關(guān)原理和技術(shù)2.2 H.265/HEVC 視頻編碼框架2.2.1 H.265/HEVC 視頻編碼流程本課題研究以 H.265/HEVC 為基礎(chǔ)，H.265/HEVC 視頻編碼標準采用了結(jié)合塊的預(yù)測和變換的多元編碼框架[20]，這一混合的多元編碼框架主要包含幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、變換編碼、量化編碼、熵編碼、去塊濾波等過程。同時，在 H.264/AVC的基礎(chǔ)上，H.265/HEVC 還采用了改進的幀內(nèi)預(yù)測，改進的自適應(yīng)的四叉樹編碼塊劃分結(jié)構(gòu)，，自適應(yīng)的運動參數(shù)預(yù)測和新型的環(huán)路濾波器[21]。H.265/HEVC 編碼過程具體如圖 2-2 所示。

2.3.1 H.265/HEVC 編碼結(jié)構(gòu)H.265/HEVC 編碼時最大塊的尺寸是 64 64[31]，為了可以應(yīng)對不同應(yīng)用環(huán)境下不同分辨率的視頻編碼，H.265/HEVC 采用了多樣化編碼塊結(jié)構(gòu)，主要包括以下：(1) 編碼單元 CU編碼單元進行塊劃分時以遞歸循環(huán)實現(xiàn)四叉樹結(jié)構(gòu)，編碼單元作為 H.265 編碼的基本單位是影響 H.265 編碼性能的關(guān)鍵[32]。H.265 在編碼時，一幅圖像幀被分割成多個相互獨立的編碼樹單元，劃分時根據(jù)設(shè)置的參數(shù)采用四叉樹循環(huán)分層的結(jié)構(gòu)一直劃分至最小的塊尺寸。對于每一個編碼單元都有標記來指示是否繼續(xù)進行分割更小的單元，最小的分割單元是 8 8，這種遞歸形式的劃分形式提高了編碼的壓縮率，但是算法復(fù)雜度也隨著增加[33]。圖 3-2 展示了編碼單元的四叉樹劃分。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN93;G434

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本文編號：2662241