低码率下H.264码率控制跳帧/插帧算法研究

作     者：王瑾 

作者单位：南京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱秀昌

授予年度：2011年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 

主      题：视频通信 码率控制 跳帧 运动补偿插帧 H.264 

摘      要：随着多媒体通信技术的高速发展,高效和高质量的压缩视频传输技术已经成为现今的热点研究和开发领域之一。H.264作为新一代的视频编码标准,采用了一系列的新技术,编码效率高,应用前景广泛。为了在变化的信道带宽条件下得到较高的重建视频质量,可以在H.264视频编码端采用码率控制技术来控制编码输出的码率。 本文在深入研究H.264的码率控制原理和算法的基础上,着重对低码率传输时码率控制中的跳帧算法做了研究和改进。对比原有的被动跳帧算法,论文提出了一种主动跳帧算法。该方法充分考虑了图像运动复杂度,编码图像质量和编码缓冲区充盈度,自适应地判断下一帧是否跳过,使视频序列的编码比特分配更加合理。 和编码端相对应,论文还对应用于H.264解码端的插帧算法做了改进。改进的算法使用基于双向运动矢量估计的补偿插帧算法,并在运动矢量估计的过程加入了两次运动矢量调整来平滑得到的运动矢量,使用经过调整的运动矢量进行运动补偿插帧,并在插值恢复的过程中考虑了运动矢量指向的像素超过图像边界的情况,使得解码端解码重构和插值恢复出的图像能得到更好的主客观效果。 本文在MATLAB和JM10.2平台上对算法进行了仿真实验。实验结果表明,与JM10.2中原有的插值算法相比,本文的插帧算法对视频图像的运动情况做出了比较准确的估计,使得插帧恢复图像的客观质量有一定程度提高,并且具有更好的主观效果;与JM10.2原有的仅调整量化参数的码率控制算法相比,根据本文的主动跳帧策略编码重建后的图像质量更好。