本文選題：4K + HEVC��； 參考：《浙江大學》2016年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)有的H.264視頻編碼標準可以有效壓縮高清視頻(1920×1080),但難以提供更高的壓縮比。4K超高清視頻(4096x2160)由于圖像質(zhì)量大幅提高,視頻數(shù)據(jù)和傳輸速率極大增加,對視頻編解碼技術、硬件處理水平、軟件系統(tǒng)架構以及傳輸方式等都提出了更高的要求。本文主要研究HEVC視頻編碼標準的幀內(nèi)預測和碼率控制部分,并提出了優(yōu)化改進算法,此外,高清網(wǎng)絡攝像機系統(tǒng)軟硬件的高效設計也是本文工作的重點。幀內(nèi)預測快速算法是提高HEVC編碼效率的關鍵之一,本文提出基于圖像紋理特征的塊劃分優(yōu)化算法,通過定義FMAD來表征圖像復雜度；提出基于哈達瑪變換的幀內(nèi)模式選擇快速算法,詳細闡述了通過紋理角來減少候選預測模式數(shù)量的算法流程,實驗結果表明優(yōu)化后編碼性能均有明顯提高。碼率控制目的在于更好的匹配編碼輸出與傳輸信道,進而提供更加優(yōu)質(zhì)的視頻服務和體驗,本文研究了基于R-lambda模型的碼率控制算法,并在比特分配策略上做了優(yōu)化改進工作,提出并實現(xiàn)基于SATD的自適應比特分配過程,明顯提高碼率控制的質(zhì)量。本文還完成了高清網(wǎng)絡攝像機IPC系統(tǒng)的總體設計方案,從圖像傳輸角度闡述了系統(tǒng)硬件設計和電路連接原理,成功搭建了系統(tǒng)硬件平臺；編寫了系統(tǒng)服務端和客戶端軟件,并進行系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性測試,綜合效果滿足實際需求；最后研究并應用x265項目,在本文軟硬件平臺上驗證了不同模式下碼率控制的實際效果。本文結合4K超高清視頻和HEVC視頻編碼的特點,提出基于紋理復雜度和沃爾什-哈達瑪變換的優(yōu)化算法,顯著提升了編碼性能；針對現(xiàn)有R-lambda模型中存在的問題,提出了一種改進的碼率控制策略,設計并實現(xiàn)了具有較高通用性和穩(wěn)定性的IPC軟硬件整套系統(tǒng),用實際測試證實了碼率控制性能的提升,具有較高的理論意義和應用價值。
[Abstract]:The existing H.264 video coding standard can effectively compress high-definition video (1920 脳 1080), but it is difficult to provide a higher compression ratio .4K ultra-high definition video (4096x2160). The hardware processing level, the software system structure and the transmission mode all put forward the higher request. This paper mainly studies the part of intra prediction and rate control of HEVC video coding standard, and proposes an optimized improved algorithm. In addition, the efficient design of hardware and software of high definition network camera system is also the focus of this paper. Fast intra prediction algorithm is one of the keys to improve the coding efficiency of HEVC. A block partition optimization algorithm based on image texture features is proposed in this paper. FMAD is defined to characterize the complexity of the image. A fast algorithm for intra-frame mode selection based on Hadamard transform is proposed. The algorithm flow of reducing the number of candidate prediction patterns by texture angle is described in detail. The experimental results show that the coding performance is improved obviously after optimization. The purpose of rate control is to match the coding output and transmission channel better, and then to provide better video service and experience. This paper studies the rate control algorithm based on R-lambda model, and optimizes and improves the bit allocation strategy. An adaptive bit allocation process based on SATD is proposed and implemented to improve the quality of bit rate control. This paper also completed the overall design scheme of the high-definition network camera IPC system, elaborated the system hardware design and the circuit connection principle from the view of image transmission, successfully built the system hardware platform, compiled the system server end and the client side software, The system function and stability are tested to meet the practical requirements. Finally, the x265 project is studied and applied to verify the actual effect of rate control in different modes on the hardware and software platform of this paper. Considering the characteristics of 4K ultra high definition video coding and HEVC video coding, this paper proposes an optimized algorithm based on texture complexity and Walsh Hadamard transform, which improves the coding performance significantly, aiming at the problems existing in the existing R-lambda model. An improved rate control strategy is proposed, and an IPC software and hardware system with high generality and stability is designed and implemented. The improvement of the rate control performance is proved by practical tests, which has high theoretical significance and application value.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN948.41;TN919.81

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本文編號：2076146