本文選題：4K + HEVC�。� 參考：《浙江大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)有的H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)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(duì)視頻編解碼技術(shù)、硬件處理水平、軟件系統(tǒng)架構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)和碼率控制部分,并提出了優(yōu)化改進(jìn)算法,此外,高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)系統(tǒng)軟硬件的高效設(shè)計(jì)也是本文工作的重點(diǎn)。幀內(nèi)預(yù)測(cè)快速算法是提高HEVC編碼效率的關(guān)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(guò)定義FMAD來(lái)表征圖像復(fù)雜度；提出基于哈達(dá)瑪變換的幀內(nèi)模式選擇快速算法,詳細(xì)闡述了通過(guò)紋理角來(lái)減少候選預(yù)測(cè)模式數(shù)量的算法流程,實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jìn)而提供更加優(yōu)質(zhì)的視頻服務(wù)和體驗(yàn),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(jìn)工作,提出并實(shí)現(xiàn)基于SATD的自適應(yīng)比特分配過(guò)程,明顯提高碼率控制的質(zhì)量。本文還完成了高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)IPC系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,從圖像傳輸角度闡述了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和電路連接原理,成功搭建了系統(tǒng)硬件平臺(tái)；編寫(xiě)了系統(tǒng)服務(wù)端和客戶(hù)端軟件,并進(jìn)行系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性測(cè)試,綜合效果滿(mǎn)足實(shí)際需求；最后研究并應(yīng)用x265項(xiàng)目,在本文軟硬件平臺(tái)上驗(yàn)證了不同模式下碼率控制的實(shí)際效果。本文結(jié)合4K超高清視頻和HEVC視頻編碼的特點(diǎn),提出基于紋理復(fù)雜度和沃爾什-哈達(dá)瑪變換的優(yōu)化算法,顯著提升了編碼性能；針對(duì)現(xiàn)有R-lambda模型中存在的問(wèn)題,提出了一種改進(jìn)的碼率控制策略,設(shè)計(jì)并實(shí)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(shí)際測(cè)試證實(shí)了碼率控制性能的提升,具有較高的理論意義和應(yīng)用價(jià)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(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN948.41;TN919.81

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙珊;張玲;鄭建彬;楊杰;;H．264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)[J];有線(xiàn)電視技術(shù);2007年11期

2 蔣剛毅;朱亞培;郁梅;張?jiān)?;基于感知的視頻編碼方法綜述[J];電子與信息學(xué)報(bào);2013年02期

3 林慶帆;;視頻編碼的新趨勢(shì)(英文)[J];西安郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

4 ;我國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[J];中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)報(bào);2013年07期

5 李衛(wèi)平;;是否使用可伸縮視頻編碼(英文)[J];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年11期

6 沈蘭蓀,魏海,黃祥林;基于子帶/小波分解的視頻編碼可分級(jí)性研究[J];電子學(xué)報(bào);2000年07期

7 韋強(qiáng),李曉輝,翟宗起;一種自適應(yīng)快速視頻編碼的新方法[J];微機(jī)發(fā)展;2000年06期

8 張勇東,李桂苓;立體視頻編碼中視差估值算法的研究[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2002年01期

9 張勇東,李桂苓;高性能三維小波視頻編碼方法[J];通信技術(shù);2002年01期

10 王相海,張躍平;基于小波的圖像及視頻編碼研究進(jìn)展[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2004年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 楊任爾;陳懇;葉慶衛(wèi);;基于幀的多描述視頻編碼冗余插入研究[A];2009中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集（2）[C];2009年

2 袁子立;胡世安;孟一鳴;王璀璨;;視頻編碼新技術(shù)新標(biāo)準(zhǔn)研究[A];全國(guó)第三屆信號(hào)和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)專(zhuān)刊[C];2009年

3 巫戈明;孫立峰;鐘玉琢;;聯(lián)合零向量預(yù)測(cè)的分布式視頻編碼框架[A];第三屆和諧人機(jī)環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議（HHME2007）論文集[C];2007年

4 石春鶯;陳偉建;;分布式視頻編碼的近況和未來(lái)研究方向[A];2008年中國(guó)西部青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

5 楊任爾;金煒;陳懇;;基于下抽樣多描述視頻編碼及解碼后處理研究[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

6 許鵬飛;羅建書(shū);;率控制自組織矢量量化及在視頻編碼中的應(yīng)用[A];第十二屆全國(guó)圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

7 江濤;陳偉建;;可伸縮視頻編碼中運(yùn)動(dòng)模型的改進(jìn)[A];2008年中國(guó)西部青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

8 姜俊;胡駿;;新媒體視頻編碼方案比較研究[A];中國(guó)新聞技術(shù)工作者聯(lián)合會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2008年

9 劉孝波;;基于聯(lián)合采樣的多描述視頻編碼[A];計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展·2007——全國(guó)第18屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

10 卿粼波;呂瑞;鄭敏;滕奇志;何小海;;基于迭代譯碼算法的分級(jí)分布式視頻編碼[A];第十五屆全國(guó)圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 謝宏;我國(guó)主導(dǎo)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)將頒為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

2 記者 徐建華;我國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2013年

3 中國(guó)工程院院士 高文;智慧城市中的視頻編碼、分析與評(píng)測(cè)[N];中國(guó)信息化周報(bào);2013年

4 記者 徐建華;我國(guó)新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)公開(kāi)征求意見(jiàn)[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2014年

5 湖北 褚達(dá);視頻編碼一網(wǎng)打盡[N];電腦報(bào);2003年

6 國(guó)際;第二代AVS開(kāi)啟國(guó)際化征程[N];中國(guó)電子報(bào);2009年

7 周汝波 賀學(xué)金;碟機(jī)常用視頻D/A轉(zhuǎn)換、視頻編碼集成電路維修資料[N];電子報(bào);2007年

8 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所，，中國(guó)科學(xué)院研究生院$$ $$信息產(chǎn)業(yè)部“數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組”秘書(shū)長(zhǎng)、組長(zhǎng) 黃鐵軍 高文;視頻編碼有絕招[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

9 ;視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展[N];計(jì)算機(jī)世界;2005年

10 周汝波 賀學(xué)金;碟機(jī)常用視頻D/A轉(zhuǎn)換、視頻編碼集成電路維修資料[N];電子報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王苫社;基于率失真優(yōu)化的高效視頻編碼技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

2 岑躍峰;基于HEVC的視頻編碼與視頻無(wú)線(xiàn)傳輸機(jī)制研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

3 張江山;基于變換的視頻編碼與率失真分析[D];華中科技大學(xué);2003年

4 趙安邦;穩(wěn)健視頻編碼與傳輸技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2007年

5 楊志杰;可伸縮視頻編碼中的基礎(chǔ)算法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（軟件研究所）;2004年

6 張克新;可伸縮視頻編碼及傳輸理論與應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 孟麗麗;多視點(diǎn)視頻編碼的研究[D];北京交通大學(xué);2013年

8 王鵬;分布式視頻編碼率失真特性研究[D];上海交通大學(xué);2008年

9 錢(qián)大興;基于視頻內(nèi)容的可伸縮視頻編碼的研究[D];大連理工大學(xué);2012年

10 朱海波;可伸縮視頻編碼傳輸速率控制技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張正勇;基于高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中編碼單元分割的樣點(diǎn)自適應(yīng)補(bǔ)償算法研究[D];華東師范大學(xué);2015年

2 趙曉榮;基于HEVC的快速編碼算法研究[D];鄭州輕工業(yè)學(xué)院;2015年

3 趙睿思;基于壓縮感知的分布式視頻編碼研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

4 劉娟;基于高性能視頻編碼(HEVC)算法的改進(jìn)[D];東華理工大學(xué);2014年

5 錢(qián)程;基于壓縮感知的分布式視頻編碼的研究與實(shí)現(xiàn)[D];南京郵電大學(xué);2015年

6 檀會(huì)娟;分布式視頻編碼相關(guān)技術(shù)的研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

7 聶菁;H.264/AVC快速模式選擇算法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

8 孟雷雷;基于參數(shù)選擇的視頻編碼算法優(yōu)化研究[D];中國(guó)計(jì)量學(xué)院;2015年

9 盧曉亮;面向4K的HEVC視頻編碼及其在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)上應(yīng)用的研究[D];浙江大學(xué);2016年

10 郭健生;多視角多描述視頻編碼[D];北京交通大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2076146