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H.264/AVC视频编码码率控制的研究

H.264/AVC视频编码码率控制的研究

作者：任江涛西安电子科技大学

学位级别：硕士

在资源受限条件下,为获得最优恢复视频质量,需要通过码率控制技术为视频编码器确定合适的编码参数。该编码参数的准确程度直接影响编码器性能。因此,设计合适的码率控制方案和算法成为提高视频编码器性能的关键技术之一。本文在H.264/AV... 详细信息

在资源受限条件下,为获得最优恢复视频质量,需要通过码率控制技术为视频编码器确定合适的编码参数。该编码参数的准确程度直接影响编码器性能。因此,设计合适的码率控制方案和算法成为提高视频编码器性能的关键技术之一。本文在H.264/AVC视频编码标准基础上,研究了实时低码率视频码率控制技术,主要研究内容如下： 1.序列初始量化参数的确定。本文研究了一种确定初始量化参数的方案。在该方案中,考虑了图像复杂度对确定编码参数的影响,研究了一种利用Sobel算子衡量图像复杂度的方法,并进一步研究确定了该方案模型参数与图像复杂度之间的关系。由于该方案考虑了图像复杂度的影响,获得的初始量化参数较为适应视频复杂度的差异,从而提高了编码器的编码效率。 2.研究了一种低码率线性码率控制方案。在分析一些已有码率控制方案的基础上,本文通过理论推导建立了一种基于码率-量化参数的码率控制方案,并对该方案进行了验证。由于该方案可以直接确定量化参数,从而避免了由量化步长转化为量化参数产生的舍入误差。实验结果表明该方案具有良好的性能。 3.低码率跳帧算法的改进。在分析低码率帧间预测模式与编码效率关系的统计特性基础上,研究了一种降低跳帧发生概率的算法。该算法根据缓冲区的不同状态实时更新量化参数,并利用帧间预测模式与编码效率关系的统计特性为当前宏块确定最终编码模式。实验结果表明,在低码率情况下,本文研究的算法可以有效降低跳帧发生的概率。

关键词：码率控制初始QP选择跳帧 H.264/AVC

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视频压缩算法研究

视频压缩算法研究

作者：杨克伟厦门大学

学位级别：硕士

随着信息技术的发展,视频在生活中各个领域的应用日益广泛,人们对视频分辨率和清晰度的要求越来越高,新一代视频编码标准High Efficiency Video Coding (HEVC)的提出使视频的压缩性能和清晰度大大的提高。如何进一步提高视频压缩编码的... 详细信息

随着信息技术的发展,视频在生活中各个领域的应用日益广泛,人们对视频分辨率和清晰度的要求越来越高,新一代视频编码标准High Efficiency Video Coding (HEVC)的提出使视频的压缩性能和清晰度大大的提高。如何进一步提高视频压缩编码的性能并提高解码端视频的质量一直是视频压缩编码领域研究的重点。本文从帧率变换技术的角度出发,对视频序列中双向预测帧的编码进行了一系列的研究。本文首先将基于关键点滤波(Critical-Point Filters, CPF)的图像匹配引入到图像插值中,实现视频帧率变换。基于关键点滤波的图像匹配能够很好的表达图像间的平移、旋转、缩放等各种形变,能够实现图像的自动匹配,同时能够获得图像间像素级别的真实的运动矢量,相对于传统的块匹配算法能更好的实现对图像的插帧。在插帧的过程中引入双向匹配模型,对图像的遮挡区域和揭露区域进行修正,改善插帧图像的效果。接着,本文利用帧率变换技术对视频压缩编码中的双向预测帧进行编码。首先在HM12.0中利用帧率变换技术对视频进行直接跳帧编码,实验结果表明对于帧间运动缓慢的视频序列,直接跳帧编码在保证视频主观质量的同时降低了码率。分析直接跳帧编码对帧间变化较大的视频序列失效的原因,在插帧图像失效的区域引入带补偿的跳帧编码算法,利用HEVC中原始的双向预测帧编码方式对图像失效区域进行补偿,实验结果证明此方法在高码率下对于视频编码的有效性。针对低码率下带补偿的跳帧编码局部区域出现块效应的问题,利用dSSIM对编码模式的选择进行率失真优化,经测试基于dSSIM的率失真优化技术能在一定程度上改善低码率下局部区域出现块效应的问题。针对不同的跳帧编码技术适用于不同码率、场景特性不一样的视频序列,本文提出了一种基于统计特性的自适应跳帧编码算法。根据输入的视频序列的特殊性,自适应的选择最合适的跳帧编码方式。实验结果表明,对于所测试的视频序列,自适应的跳帧编码算法能很好的对视频序列进行编码,在保证插帧图像主观质量的同时,降低了视频序列的码率。

关键词：视频压缩编码关键点滤波帧率变换跳帧

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低延时H.264码率控制算法研究

低延时H.264码率控制算法研究

作者：张翔武汉大学

学位级别：硕士

H.264是国际电信联盟（ITU-T）的视频编码专家组（VCEG）和国际标准化组织（ISO）/国际电工委员会（IEC）的活动图像专家组（MPEG）共同建立的联合视频组（JVT）开发的一个新的数字视频编码标准,是未来几年视频编码技术研究的主要方向... 详细信息

H.264是国际电信联盟（ITU-T）的视频编码专家组（VCEG）和国际标准化组织（ISO）/国际电工委员会（IEC）的活动图像专家组（MPEG）共同建立的联合视频组（JVT）开发的一个新的数字视频编码标准,是未来几年视频编码技术研究的主要方向。在视频编码标准中,对标准码流的语法语义,解码器规范做了详细的规定,而对编码策略和算法没有作出要求。正是由于编码策略和算法的差异性,使得编码器的性能干差万别。而码率控制（Rate Control）就是这些编码策略中最为重要的部分之一,是视频编码技术的关键部分。码率控制对编码的图像质量和输出码率产生直接影响。它通过改变量化参数大小、跳帧、编码方式选择等方法,保证编码比特的合理分配,控制编码器的输出码率,同时尽可能获得更高的重建图像质量。首先,本文介绍码率控制算法的应用环境——各种视频编码协议。其次,本文分析应用在视频标准中的码率控制机制,主要探讨适用于MPEG-4和H.264的码率控制算法和基本原理,并通过实验结果给予评价。最后,本文讨论低延时下对于H.264码率控制算法的影响以及改进的方案。由于标准的H.264码率控制算法对于跳帧（frame-skipping）的情形处理得不是很好。为了改进此缺点,基于GOP的整体情况自适应调整I帧的量化参数,从而避免缓冲区溢位与跳帧的问题。实践证明,在低延时环境的限制下,无论在跳帧的数目或是图像质量方面,此方法比标准的H.264码率控制算法有更好的效能。

关键词：码率控制 H.264 量化参数跳帧

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基于降低时间分辨率的转换编码方法

基于降低时间分辨率的转换编码方法

作者：王力安徽大学

学位级别：硕士

多媒体技术实用化的关键技术之一是解决数字视频、音频数据量大与数字存储媒体承载能力和通信网络带宽的矛盾，其解决的途径主要是压缩。为此，国际上先后制定了视频、音频编码标准：MPEG-1和MPEG-2。这两个标准的制定使得基于CD-ROM的... 详细信息

多媒体技术实用化的关键技术之一是解决数字视频、音频数据量大与数字存储媒体承载能力和通信网络带宽的矛盾，其解决的途径主要是压缩。为此，国际上先后制定了视频、音频编码标准：MPEG-1和MPEG-2。这两个标准的制定使得基于CD-ROM的数字视频和数字电视成为可能。为了满足视频会议、可视电话等低比特率传输的需要，又相继出现了H.261、H.263、MPEG-4等编码标准。目前，新一代的视频编码标准H.264已经广泛流行。这些应用于不同领域的编码标准，在语法、压缩效率、输出码率和主要编码技术上存在着差异，但它们具有相似的压缩算法，如：帧间运动补偿(MC，Motion Compensation)、帧内DCT和量化等。这些相似性为支持不同系统、实现网络间资源共享的转换编码创造了条件。视频的转换编码是指对已经压缩编码的视频码流进行再处理，使经过处理后的数据符合接收端的要求。本文所做的工作主要有：介绍了视频编码的框架、相关概念、原理，对视频压缩编码流程中各项环节进行较全面的解释。由于视频序列在时间上有很强的相关性，利用运动估值(ME，Motion Estimation)和运动补偿技术可以有效的去除视频序列帧间冗余，所以本文在这部分主要介绍了视频压缩的核心技术运动估值和运动补偿的概念及原理。对当前热门H.264标准进行了较为系统的介绍，包括编码器整体结构及各个模块基本算法的描述。对H.264标准中采用到的新技术，如多参考帧技术、块大小灵活技术、帧内预测技术等进行了详细的描述。讨论了视频转换编码中的多种转换结构。视频转换编码主要分为视频编码流码率变换编码、视频编码流分辨率转换编码和视频编码流句法转换编码。在视频编码流分辨率转换编码中，为了进一步减少时间分辨率，文中提出了一种动态跳帧机制，这种机制具有广泛的适用性。由于在转换编码中，简单的重新使用输入运动矢量会造成视频质量的下降，因此，文中在动态跳帧转换编码的基础上进一步提出了运动矢量修正问题，根据视频序列中帧与帧之间累计的运动矢量大小来调整运动矢量修正范围的大小。仿真结果表明，该方法对运动矢量的估值修正比传统的运动矢量重估值法能够提高图像的信噪比。

关键词：视频编码转换编码运动矢量修正运动重估值跳帧

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基于H.264/AVC的码率控制新技术

基于H.264/AVC的码率控制新技术

作者：王妙辉复旦大学

学位级别：硕士

第三代移动网络(3G)已经在我国蓬勃发展,多媒体传输则是3G网络时代的最主要内容。由于经济、技术原因,使得视频传输码率受到了网络带宽的限制。目前解决网络带宽瓶颈对多媒体视频质量的影响有两种途径：一是使用新技术,更大限度地压缩... 详细信息

第三代移动网络(3G)已经在我国蓬勃发展,多媒体传输则是3G网络时代的最主要内容。由于经济、技术原因,使得视频传输码率受到了网络带宽的限制。目前解决网络带宽瓶颈对多媒体视频质量的影响有两种途径：一是使用新技术,更大限度地压缩视频流;二是在现有压缩技术标准下,研究更好的码率控制策略s以获得相对较高的视频质量。本课题研究的目的在于探索在限定带宽和最新视频编解码标准(H.264/AVC)条件下,如何传输具有更高视频质量的视频流。H.264／AVC[9]是由ISO MPEG和ITU-T VCEG两大国际组织联合开发的下一代视频编解码标准,具有前所未有的商业前景。H.264／AVC采用了很多视频编解码新技术,比如多参考帧、高精度的预测、去方块滤波及多编码模式等等。同时这些新技术也引入了新的问题：一、目前绝大多数速率控制算法[5][6][9][35][36][42][46]是针对P,B帧编码,很难直接运用于Ⅰ帧的编码,但是Ⅰ帧编码直接影响一个GOP的视频质量,原因是P帧与B帧需要依靠Ⅰ帧来做预测才能解码。如果Ⅰ帧视频质量高,将会产生很大的比特数这就可能导致后续帧出现跳帧;相反地,如果Ⅰ帧视频质量低势必降低整个视频流的质量。二、H.264／AVC采用了的基于拉格朗日的率失真最优模型,拉格朗日乘子在宏块层是一个常数。尽管这种策略取得了很好的编码效果,但是固定的拉格朗日乘子显然不是最优的策略,因为在一帧图片中不同的宏块具有不同的复杂度,所以拉格朗日乘子也应该是随宏块复杂度的变化而变化,从而才能达到更优编码效率。值得关注的是国内外现存的算法都很少关注拉格朗日乘子问题。本研究课题主要针对上面提到的两个问题进行探索研究,改进H.264／AVC标准的现有速率控制算法,从而显著提升H.264视频码流的网络传输质量。

关键词：码率控制 I帧拉格朗日乘子跳帧 H.264/AVC

面向网络PVR操作的MPEG-2视频码流转码研究

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面向网络PVR操作的MPEG-2视频码流转码研究

作者：陈熹上海交通大学

学位级别：硕士

随着Internet的蓬勃发展,网络已经逐渐成为全球最主要的信息交换平台。为了充分利用网络这一重要的传输平台,视频编码标准的目标也逐渐发生变换,由主要面向存储的MPEG-1,发展到存储与传输并重的MPEG-2,再到主要面向传输的MPEG-4,而新标... 详细信息

随着Internet的蓬勃发展,网络已经逐渐成为全球最主要的信息交换平台。为了充分利用网络这一重要的传输平台,视频编码标准的目标也逐渐发生变换,由主要面向存储的MPEG-1,发展到存储与传输并重的MPEG-2,再到主要面向传输的MPEG-4,而新标准H. 264/AVC更是直接将网络抽象层定义为标准的一部分,以适应视频流在网络上传输的需求。随着Internet的普及和宽带化趋势,高性能宽带网络的建成促进高清网络电视的发展。在运营级的网络电视中,为了保证视频质量与广播电视网中的数字电视质量一致,直接采用按照数字电视的编码标准——MPEG-2标准编码的TS流进行网络传输。在时移点播电视播放过程中,为了实现用户基于网络的个人录像机(PVR Personal Video Recording)业务中快速浏览节目流的需求,通过间隔抽样源码流中某些帧,再以源码流的帧速率重新编码保留下来的帧。播放这样的转码码流,从用户的视觉角度来看就实现了视频节目信息的快速播放,这种转码相当于时间分辨率转码。本文首先提出了利用转码实现快速播放的框架和实现流程。直接在变换域(压缩域或DCT域)实现格式转码的快速算法,可以避免计算瓶颈DCT/IDCT,因此本文对DCT域下实现转码进行了研究。在分析研究原有基于帧图的帧预测方法基础上,本文提出了基于奇偶拆分场预测算法,该算法将宏块按照奇数行和偶数行进行拆分,利用不同的转换矩阵与参考块进行矩阵乘加运算得出,并结合9×9区域进一步推导出帧图半像素场预测下的转换矩阵。为提高DCT-MC具体实现过程的运算速率,本文综合利用基于K/2形式逼近和基于宏块共用信息的DCT-MC快速算法。对转换矩阵用K/2形式逼近为二进制形式,将复杂的浮点矩阵间的乘加运算转化为较为简单的整数平移相加运算,并在具体的形成预测的运

关键词： MPEG 转码跳帧 DCT-MC 运动矢量重估计

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基于可分级编码的码率控制算法分析和改进

金陵科技学院学报 2009年第4期25卷 33-36页

作者：吕艳琳陈清华金陵科技学院信息技术学院江苏南京211169 南京理工大学计算机科学技术学院江苏南京210094

为提高流媒体视频传输的传输效果和视频质量,缓解实时视频传输面临的若干问题,特别是网络带宽不稳定问题,对流媒体视频传输中的基于可分级编码的码率控制技术进行了研究。主要采用提前跳帧策略对码率控制关键算法——跳帧算法进行了分... 详细信息

为提高流媒体视频传输的传输效果和视频质量,缓解实时视频传输面临的若干问题,特别是网络带宽不稳定问题,对流媒体视频传输中的基于可分级编码的码率控制技术进行了研究。主要采用提前跳帧策略对码率控制关键算法——跳帧算法进行了分析和改进,该算法充分结合了可分级编码的特点,实现了基于可分级编码的流媒体传输速率控制。

关键词：流媒体可分级编码码率控制跳帧

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MP5 数码装备的终结者

电脑爱好者 2008年第4期 94-99页

作者：稀饭傻鱼留意 CFan编辑部

数码装备更新太快了,刚刚才几年,就从原来的MP3,发展达到MP4,再到现在的"MP5"。MP4播放器你有了吗?"MP5"你听说过吗?它可不是CS里面的突击步枪,而是更进一代的掌上播放器。不管是Youtube上的视频,还是刚刚续播的《越狱》,只要是网上能... 详细信息

数码装备更新太快了,刚刚才几年,就从原来的MP3,发展达到MP4,再到现在的"MP5"。MP4播放器你有了吗?"MP5"你听说过吗?它可不是CS里面的突击步枪,而是更进一代的掌上播放器。不管是Youtube上的视频,还是刚刚续播的《越狱》,只要是网上能够下载的格式,全部能够直接播放!这里,我们姑且将MP5就当作CS游戏里面的名枪。傻鱼今天将带你走近MP5的家族,了解他们的前世今生,教您如何识别"名枪",如何挑选一只适合您的MP5,又如何使用手中的MP5,发挥它的最大威力!

关键词：播放器视频码率 RMVB 跳帧 MP5 装备终结者

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基于SPICE协议的视频性能优化与改进

计算机技术与发展 2016年第12期26卷 73-76页

作者：杨飞朱志祥梁小江西安邮电大学陕西西安710061 陕西省信息化工程研究院陕西西安710061

为了解决基于SPICE协议的虚拟桌面在播放视频时出现的画面延迟和跳帧现象,提出了一种将视频流占用网络带宽的比例因子与反馈丢帧算法相结合的策略。该方案能够根据不同的网络带宽比例因子选取不同的视频反馈丢帧算法,能够有效地减轻网... 详细信息

为了解决基于SPICE协议的虚拟桌面在播放视频时出现的画面延迟和跳帧现象,提出了一种将视频流占用网络带宽的比例因子与反馈丢帧算法相结合的策略。该方案能够根据不同的网络带宽比例因子选取不同的视频反馈丢帧算法,能够有效地减轻网络带宽对基于SPICE协议的虚拟桌面视频传输带来的延迟和抖动问题,同时也可以有效减少基于SPICE协议的虚拟桌面的视频流在网络传输过程中的丢帧率。通过对虚拟桌面的视频流在网络传输过程中的帧、帧数和码率的采样和优化,证明优化后视频流的帧、帧数和码率波动相对平稳,降低了视频流跳帧的概率和画面的延迟。因此,该方案能够有效地解决基于SPICE协议的虚拟桌面在视频播放中的画面延迟和跳帧现象。

关键词：虚拟桌面延迟跳帧丢帧