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H.264视频编码算法研究及优化

作　者: 唐乐
导　师: 赵刚
学　校: 西南石油大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: H.264 编码器运动估计算法
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 513次
引　用: 3次
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内容摘要

H.264是ISO／IEC与ITU-T组成的联合视频组(JVT)制定的新一代视频压缩编码标准。虽然H.264采用了先进的算法，但是相对于以前的大部分编码标准而言，H.264编码的复杂度提高了大约3倍。如何使编码复杂度降低，更好的提升H.264在实际当中的应用，这成为了H.264研究的关键所在。 H.264在帧内预测中采用了16×16和4×4预测模式。在帧间预测部分，为了更精确地对图像中的运动内容进行运动补偿，H.264允许宏块更进一步划分为16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8、4×4的子块。对于变换量化，不同于以前标准中对预测残差值的变换编码使用DCT变换，在H.264中使用的是简单的整数变换。同时，H.264中还使用了去块效应滤波器。在熵编码部分，H.264采用了基于上下文的变长编码(CAVLC)技术和基于上下文的算术编码(CABAC)技术。根据前面的理论知识，本文以JM参考模型为基础实现了H.264的编码器。然后对几种运动估计算法进行了详细的阐述，并结合UMHS和DS算法，提出了本文改进的算法。通过几个典型图像序列的测试结果表明，该算法和全搜索法相比，其图像质量虽然略微下降，但是编码器中运动估计的时间大大缩短了。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
1 绪论  6-10
  1.1 引言  6
  1.2 视频编码标准  6-7
  1.3 H.264研究现状  7-8
  1.4 视频编码方法  8-9
  1.5 衡量视频质量的标准  9
  1.6 本文的内容和结构  9-10
2 H.264系统概述  10-14
  2.1 H.264的档次  10-11
  2.2 H.264语法结构  11-12
  2.3 H.264分层设计  12
  2.4 H.264采用的新技术  12-14
3 H.264编码核心技术  14-33
  3.1 H.264编码器结构  14
  3.2 帧内预测  14-20
    3.2.1 4×4亮度预测  14-17
    3.2.2 16×16亮度预测  17-20
    3.2.3 8×8色度块预测  20
  3.3 帧间预测  20-26
    3.3.1 块的划分  21-22
    3.3.2 分数像素的运动补尝  22-24
    3.3.3 运动向量的预测  24-26
    3.3.4 多参考帧  26
  3.4 变换和量化  26-30
    3.4.1 整数变换和量化  26-29
    3.4.2 DC直流系数变换量化  29-30
  3.5 去方块滤波  30-31
  3.6 熵编码  31-32
  3.7 其他  32-33
    3.7.1 SP／SI Slice  32
    3.7.2 FMO  32-33
4 编码器的实现  33-42
  4.1 编码器的的设计  33
  4.2 编码器采用的核心算法  33-34
  4.3 编码器中包含的文件  34
  4.4 模块初始化设置  34-35
  4.5 编码模块  35-37
  4.6 编码器说明  37-38
  4.7 编码器测试  38-42
    4.7.1 编码器测试环境  38
    4.7.2 测试内容  38-42
5 运动估计算法的研究  42-54
  5.1 运动估计原理  42-43
  5.2 运动估计研究现状  43
  5.3 提高搜索效率的主要技术  43-44
  5.4 典型算法的介绍  44-50
    5.4.1 全搜索法(FS,Full Search Method)  44-45
    5.4.2 三步搜索法(TSS,Three Step Search)  45-46
    5.4.3 新三步搜索法(NTSS,New Three Step Search)  46-47
    5.4.4 钻石搜索法(DS,Diamond Search)  47-48
    5.4.5 UMHS算法(Unsymmetrical-Cross Muti-Hexagon Search)  48-50
  5.5 本文改进的算法  50-54
6 全文总结与展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-58
附录:攻读硕士期间发表的论文  58

H.264视频编码算法研究及优化

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