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低比特率下基于DWT的视频编解码系统研究与实现

作 者: 徐林波
导 师: 徐永兵
学 校: 华中科技大学
专 业: 计算机技术
关键词: 离散小波变换 显著性检验 后向预测 数学形态学细化
分类号: TN919.81
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 4次
引 用: 0次
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内容摘要


在视频或图像编码中,离散小波变换(DWT)相比于离散余弦变换(DCT)具有可伸缩性、无块效应,而且符合人类视觉系统的优点。为此,以目前最新的视频编码标准H.264为蓝本,分析其原理、结构及其关键技术,详细地阐述JPEG2000是如何使用小波变换编码的,并以此为基础,提出了一种在低比特率下基于DWT的视频编解码系统。通过对视频系列的每一帧进行一阶二维离散小波分解,将分离出来的高低频分量分别进行处理。低频部分使用H.264编码压缩;高频部分分成I帧和P帧分别编码,基于小波系数的特点,P帧采用后向预测技术进行预测,并使用数学形态学细化的方法修正,周期性传输的I帧数据通过后向帧间运动矢量预测和运动补偿,对高频部分的P帧进行强化,减少P帧的误差积累;另一方面,I帧只编码传输在特定显著性系数比例下的超显著系数,并采用了自适应扫描模式的游程编码和变长编码对这些超显著系数进行编码压缩。另外,深入研究并分析了系统中关键模块的实现方法和具体性能。对小波基的优化选取、高频显著性系数的后向预测、数学形态学细化算法、熵编码方式以及整个系统的编码控制等问题进行了具体分析和仿真实验。实验结果显示,在低比特率下,提出的视频编码方案整体性能比H.264要好,特别是I帧的编码,其性能明显更优。并且重建视频的质量具有较强的纹理细节保持能力,图像的轮廓更加清晰,主观视觉质量具有较大的提升。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 视频编码技术的发展  8-9
  1.2 相关工作的研究现状  9-12
  1.3 本文研究的主要内容  12-14
2 H.264 与JPEG2000 编码标准概述  14-26
  2.1 H.264 视频编码标准  14-17
  2.2 JPEG2000 静态图像编码标准  17-25
  2.3 本章小结  25-26
3 基于DWT 的视频编码系统  26-33
  3.1 H.264 编码性能分析  26-27
  3.2 图像的小波变换特性  27-30
  3.3 基于DWT 的视频编码系统架构  30-32
  3.4 本章小结  32-33
4 关键技术的研究与实现  33-58
  4.1 标量量化技术  33-36
  4.2 小波基的选择  36-48
  4.3 显著性系数的预测  48-53
  4.4 数学形态学细化  53-55
  4.5 熵编码技术  55-56
  4.6 系统整体的编码控制参数  56-57
  4.7 本章小结  57-58
5 实验测试  58-66
  5.1 实验系统模型  58-59
  5.2 实验结果与分析  59-64
  5.4 系统评估  64-65
  5.5 本章小结  65-66
6 总结与展望  66-68
  6.1 全文总结  66-67
  6.2 下一步研究方向  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信 > 图像编码
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