基于H.264/HEVC的視頻編解碼關鍵技術研究
發(fā)布時間:2020-12-16 12:46
隨著多媒體應用對圖像分辨率、圖像幀率、實時性的要求越來越高,對視頻編解碼的性能提出了極大的挑戰(zhàn)。此外,在某些特殊的應用場合,如空間通信、深空探索等,由于無線傳輸帶寬有限、空空信道誤碼率較高、通信易受影響等原因,要在帶寬有限且不穩(wěn)定的信道下傳輸寶貴的探測圖像,同時保證較好的圖像質(zhì)量,是一個迫切需要解決的關鍵技術;谝陨蠎帽尘,本文深入研究了H.264和HEVC這兩種視頻編解碼標準,并對其中一些關鍵算法進行了優(yōu)化和改進,提高了編解碼效率;另外還分別搭建了H.264/HEVC高清視頻編解碼平臺,并對其實時性、并行處理等方面的應用進行了研究,主要工作如下:在深入研究H.264編解碼框架和所用關鍵技術的基礎上,本文重點對其快速幀間運動估計算法進行了研究。通過分析當前H.264常用的快速運動估計算法的優(yōu)缺點,提出了基于“局部極值搜索”的運動估計算法。新的算法通過將待搜索區(qū)域進行子塊分割、子塊內(nèi)部極值搜索、細化搜索等步驟,可以盡可能地避免局部最優(yōu)對搜索精度的影響,較為準確地獲取全局最優(yōu)點的位置。同時,由于新的算法采用一系列提前終止及閾值跳轉策略,在把握全局信息的前提下,獲得了較高的搜索速度。實驗...
【文章來源】:中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所)四川省
【文章頁數(shù)】:141 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖像壓縮在多媒體中的應用
圖 1.2 圖像壓縮編解碼的應用領域解決有限的傳輸帶寬與巨大傳輸碼率之間愈演愈烈矛盾的一個有力的行視頻的壓縮。因此一系列視頻編碼壓縮標準應運而生。其中,H.26為止應用最為廣泛的編碼標準,也是主流的標準。它具有編碼高效,質(zhì)量好,碼率低等優(yōu)點[2]。因此,需要針對 H.264 標準進行研究,解論和應用方面的關鍵問題。另外,隨著各種微處理器平臺的發(fā)展,移動端的視頻應用對視頻編解了更高的要求。需要在低功耗、小體積的芯片上實現(xiàn)高清、實時的編,這也迫使人們對 DSP 等微處理器平臺上的編解碼開發(fā)進行研究[3]。除此之外,新一代視頻編碼標準-HEVC 已經(jīng)發(fā)布[4, 5]。它提供了更為碼效率和環(huán)境適應性,是未來非常有前途的編碼標準。但是與 H.264 相C 在復雜度方面增加了近一倍,在顯著提高編碼效率的同時帶來了非運算負擔。因此如何更進一步降低 HEVC 算法本身的復雜度、最大程硬件資源,發(fā)揮 HEVC 的高效處理能力,是一個十分重要和有價值的
1 緒論1.2.1 圖像壓縮原理圖像壓縮按應用場合可分為視頻圖像(多幀連續(xù)圖像)壓縮和靜止圖像(單幅圖像)壓縮。該技術源自電視圖像的數(shù)字化研究。主要理論基礎為差分脈沖編碼調(diào)制理論(DPCM)及香農(nóng)信息論[6]。圖像之所以能被壓縮,主要是因為一幀圖像內(nèi)部和不同幀連續(xù)圖像之間往往存在一定的相關性,即存在冗余信息,如:時間冗余、空間冗余、視覺冗余、結構冗余、知識冗余、信息熵冗余等。其中最主要的是前三者。1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種基于局部極值搜索的快速運動估計算法[J]. 夏校朋,劉恩海,蒲松柏. 光電工程. 2013(09)
[2]基于HEVC視頻標準的熵編碼過程[J]. 李恒忠,崔建明,郭勇,李洪強. 電腦知識與技術. 2013(14)
[3]Introduction to the High-Efficiency Video Coding Standard[J]. Ping Wu and Ming Li(R&D Center,ZTE Corporation,Nanjing 210012,China). ZTE Communications. 2012(02)
[4]H.264/AVC網(wǎng)絡視頻編碼失真評估的比特流層模型[J]. 蘇洪磊,李兵兵,楊付正. 西安交通大學學報. 2012(06)
[5]下一代視頻編碼標準關鍵技術[J]. 蔡曉霞,崔巖松,鄧中亮,常志峰. 電視技術. 2012(02)
[6]基于多DSP的H.264高清視頻實時編碼系統(tǒng)[J]. 郭春輝. 現(xiàn)代電子技術. 2010(05)
[7]AVS標準綜述[J]. 侯金亭,馬思偉,高文. 計算機工程. 2009(08)
[8]一種高效率的快速塊匹配運動估計算法[J]. 何書前,張學平,鄒昉楠,桂占吉. 計算機工程與應用. 2006(32)
[9]一種適用于H.264的整像素運動估計算法[J]. 曹文鋒,張穎,張兆揚,張一鈞. 上海大學學報(自然科學版). 2004(04)
博士論文
[1]基于嵌入式Linux的視頻編解碼技術研究[D]. 劉云峰.中國科學院研究生院(光電技術研究所) 2013
[2]基于FPGA的星載圖像壓縮系統(tǒng)實現(xiàn)方法研究[D]. 張學全.中國科學院研究生院(空間科學與應用研究中心) 2009
本文編號:2920180
【文章來源】:中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所)四川省
【文章頁數(shù)】:141 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖像壓縮在多媒體中的應用
圖 1.2 圖像壓縮編解碼的應用領域解決有限的傳輸帶寬與巨大傳輸碼率之間愈演愈烈矛盾的一個有力的行視頻的壓縮。因此一系列視頻編碼壓縮標準應運而生。其中,H.26為止應用最為廣泛的編碼標準,也是主流的標準。它具有編碼高效,質(zhì)量好,碼率低等優(yōu)點[2]。因此,需要針對 H.264 標準進行研究,解論和應用方面的關鍵問題。另外,隨著各種微處理器平臺的發(fā)展,移動端的視頻應用對視頻編解了更高的要求。需要在低功耗、小體積的芯片上實現(xiàn)高清、實時的編,這也迫使人們對 DSP 等微處理器平臺上的編解碼開發(fā)進行研究[3]。除此之外,新一代視頻編碼標準-HEVC 已經(jīng)發(fā)布[4, 5]。它提供了更為碼效率和環(huán)境適應性,是未來非常有前途的編碼標準。但是與 H.264 相C 在復雜度方面增加了近一倍,在顯著提高編碼效率的同時帶來了非運算負擔。因此如何更進一步降低 HEVC 算法本身的復雜度、最大程硬件資源,發(fā)揮 HEVC 的高效處理能力,是一個十分重要和有價值的
1 緒論1.2.1 圖像壓縮原理圖像壓縮按應用場合可分為視頻圖像(多幀連續(xù)圖像)壓縮和靜止圖像(單幅圖像)壓縮。該技術源自電視圖像的數(shù)字化研究。主要理論基礎為差分脈沖編碼調(diào)制理論(DPCM)及香農(nóng)信息論[6]。圖像之所以能被壓縮,主要是因為一幀圖像內(nèi)部和不同幀連續(xù)圖像之間往往存在一定的相關性,即存在冗余信息,如:時間冗余、空間冗余、視覺冗余、結構冗余、知識冗余、信息熵冗余等。其中最主要的是前三者。1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種基于局部極值搜索的快速運動估計算法[J]. 夏校朋,劉恩海,蒲松柏. 光電工程. 2013(09)
[2]基于HEVC視頻標準的熵編碼過程[J]. 李恒忠,崔建明,郭勇,李洪強. 電腦知識與技術. 2013(14)
[3]Introduction to the High-Efficiency Video Coding Standard[J]. Ping Wu and Ming Li(R&D Center,ZTE Corporation,Nanjing 210012,China). ZTE Communications. 2012(02)
[4]H.264/AVC網(wǎng)絡視頻編碼失真評估的比特流層模型[J]. 蘇洪磊,李兵兵,楊付正. 西安交通大學學報. 2012(06)
[5]下一代視頻編碼標準關鍵技術[J]. 蔡曉霞,崔巖松,鄧中亮,常志峰. 電視技術. 2012(02)
[6]基于多DSP的H.264高清視頻實時編碼系統(tǒng)[J]. 郭春輝. 現(xiàn)代電子技術. 2010(05)
[7]AVS標準綜述[J]. 侯金亭,馬思偉,高文. 計算機工程. 2009(08)
[8]一種高效率的快速塊匹配運動估計算法[J]. 何書前,張學平,鄒昉楠,桂占吉. 計算機工程與應用. 2006(32)
[9]一種適用于H.264的整像素運動估計算法[J]. 曹文鋒,張穎,張兆揚,張一鈞. 上海大學學報(自然科學版). 2004(04)
博士論文
[1]基于嵌入式Linux的視頻編解碼技術研究[D]. 劉云峰.中國科學院研究生院(光電技術研究所) 2013
[2]基于FPGA的星載圖像壓縮系統(tǒng)實現(xiàn)方法研究[D]. 張學全.中國科學院研究生院(空間科學與應用研究中心) 2009
本文編號:2920180
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