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压缩域H.264视频转换编码及其关键技术分析

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通信学报 2006年第10期27卷 124-131页

作者：杨高波余圣发张兆杨湖南大学计算机与通信学院湖南长沙410082 国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073 上海大学通信与信息工程学院上海200072

在分析最新的视频编码标准H.264与以前的编码标准差异基础上,针对压缩域的H.264视频转码,系统地研究了其关键技术的进展,并按DCT到HT的系数变换、运动矢量快速重估计、修正和帧内/间编码模式和速率控制等4个方面进行了分类归纳,还对未... 详细信息

在分析最新的视频编码标准H.264与以前的编码标准差异基础上,针对压缩域的H.264视频转码,系统地研究了其关键技术的进展,并按DCT到HT的系数变换、运动矢量快速重估计、修正和帧内/间编码模式和速率控制等4个方面进行了分类归纳,还对未来本领域值得研究的问题进行了展望和预测。

关键词：压缩域视频转换编码 H.264 模式映射运动矢量重估计

基于H.264/AVC的空间分辨率转码算法研究

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基于H.264/AVC的空间分辨率转码算法研究

作者：徐凯山东大学

学位级别：硕士

随着多媒体技术的广泛应用以及网络技术的迅猛发展,针对不同数字视频的应用,出现了越来越多的视频压缩编码标准,如针对视频存储和CD播放的MPEG-1视频压缩编码标准,针对数字电视广播的MPEG-2标准,针对低码率压缩的H.26X系列标准,以及目... 详细信息

随着多媒体技术的广泛应用以及网络技术的迅猛发展,针对不同数字视频的应用,出现了越来越多的视频压缩编码标准,如针对视频存储和CD播放的MPEG-1视频压缩编码标准,针对数字电视广播的MPEG-2标准,针对低码率压缩的H.26X系列标准,以及目前比较流行的MPEG-4和H.264视频压缩编码标准,这些标准的出现解决了视频存储容量的限制和在视频传输中网络带宽的限制。但是这些标准除语法格式不同外,在压缩效率、输出码率、图像格式等方面也不完全相同,它们分别适用于不同的网络环境、解码器和监视器。当已有的压缩码流格式与当前的使用环境或客户端需要不同时,则要求能够将已有的码流转换成满足需要的格式,这就是视频转换编码,简称转码。本文在H.264/AVC视频压缩编码标准的研究基础上,对基于空间域的视频转码进行了研究。针对空间域视频转码中涉及的关键技术:视频转码框架,降低视频分辨率、运动矢量的重估计、宏块模式映射、图像内插算法等进行了深入的研究。主要研究工作概括如下: 首先回顾了为降低视频传输带宽而提出的视频分级编码方法,通过分析分级编码的缺点,提出了进行视频转码的必要性。基于对传统的视频转码方法的研究,提出了一种新的基于空间域的视频转码框架,本框架大大降低了转码的复杂度。空域视频转码中的一个关键技术就是对视频进行降低分辨率的处理,算法的有效性将影响到视频转码后的漂移误差。为了获得视觉效果更好的降低视频分辨率的算法,通过对已有算法的研究,考虑到本文方法的应用环境,提出了像素绝对差之和最小算法来降低分辨率,仿真结果证实了本算法的有效性。在降低视频分辨率的过程中,同时要进行运动矢量的重估计过程。运动矢量的重估计也是影响漂移误差的一个关键因素。本文研究与分析了目前存在的运动矢量的重估计算法,通过实验仿真,从中选取了一种实验结果较好且运算复杂度较低的算法作为本文的运动矢量重估计算法。对于接收端视频分辨率的恢复算法,为了降低传统内插算法的复杂度,提高运算速度,提出了直接对应像素并中值滤波的方法,实验结果证明,本方法获得了较高的信噪比和很好的视觉效果。论文最后对全文进行了总结,并对下一步的研究工作进行了展望。

关键词：视频转码 H.264/AVC 降低分辨率运动矢量重估计内插算法

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面向移动视频终端的视频转换编码技术研究

面向移动视频终端的视频转换编码技术研究

作者：夏中超湖南大学

学位级别：硕士

随着网络和多媒体通信的发展,不同网络上各种视频信息的交流需求在不断增加。由于网络和终端设备的多样性,编码得到的视频流不一定是最优的。当在具有不同的信道特征的网络上,向具有不同的计算和显示能力的用户终端传输视频流时,必须根... 详细信息

随着网络和多媒体通信的发展,不同网络上各种视频信息的交流需求在不断增加。由于网络和终端设备的多样性,编码得到的视频流不一定是最优的。当在具有不同的信道特征的网络上,向具有不同的计算和显示能力的用户终端传输视频流时,必须根据用户环境动态地调整视频流。视频转码通过改变视频的编码标准、码率和分辨率等格式,使经过处理后的视频流满足传输信道和解码器的特殊要求。视频转码需要解决两个常见的问题：第一,调整转码过程的计算复杂度,使其保证视频质量的同时,满足实时处理的要求。第二,由于视频分辨率的降低,致使某些重要细节信息丢失会极大地影响用户的视觉感受,需要发展基于感兴趣区域(ROI)的视频自适应显示技术。本文简要介绍了视频编码原理后,对现有的视频转换编码技术进行了归纳和总结,同时结合移动视频终端的特点,分别对空间分辨率转码算法和基于感兴趣区域的视频转码技术展开研究。论文的主要工作如下：第一,针对H.264/AVC空间分辨率缩减的视频转码,提出一种基于线性回归模型的运动矢量重估计算法。它利用原始视频流的运动矢量与下采样视频流的运动矢量之间的相关性,运用线性回归模型建模,得到下采样视频的运动矢量。仿真实验结果表明：在保持率失真性能的同时,计算复杂度明显降低。第二,针对在移动终端上播放足球视频的需求,提出一种基于感兴趣区域的视频自适应显示方案。移动终端播放足球视频时,通常会受其屏幕尺寸小、分辨率低的制约,而易于导致细节信息丢失,从而影响视觉质量。在足球检测过程中,运用二维哈希表和图像分块检测技术,可快速、准确地追踪足球对象。此外,根据窗口大小和球员位置分别动态地调整感兴趣区域窗口的位置和大小。仿真实验结果表明：本文算法足球区域定位准确,且很好地兼顾了处理速度和视频质量的要求。

关键词：视频转码感兴趣区域线形回归模型运动矢量重估计足球视频视频自适应

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基于MPEG-2的跳帧视频转码器

基于MPEG-2的跳帧视频转码器

作者：吴臻浙江大学

学位级别：硕士

随着数字技术的发展,视频编码技术被广泛应用于各种场合,为了适应不同的应用场合制订了多种不同的视频压缩标准。但是不同的应用之间存在着相互联系,需要使用视频转码技术对视频数据进行转换。现在,视频转码技术在国内外视频应用领域中... 详细信息

随着数字技术的发展,视频编码技术被广泛应用于各种场合,为了适应不同的应用场合制订了多种不同的视频压缩标准。但是不同的应用之间存在着相互联系,需要使用视频转码技术对视频数据进行转换。现在,视频转码技术在国内外视频应用领域中显得日益重要。本文在介绍了视频转码的相关概念、分类、原理和MPEG-2视频压缩标准的相关知识的基础上,重点介绍了视频压缩中的运动矢量估计和视频转码中的运动矢量重估计的内容。针对已有的重估计算法中运算量仍然很大导致转码延时A较大的缺点,利用视频相邻帧间运动位移极小的特点,对运动矢量重估计算法中的前向主导块算法进行了改进,提出了前向对应块算法的理论可能性和具体实现方法。采用这个改进算法,设计了一个基于MPEG-2视频压缩标准的降低时间分辨率的视频转码器,并详细介绍了这个转码器的构成框图、具体的跳帧策略和运动矢量重估计的算法。利用VC语言实现这个转码起,最后得到经过转码器转码后的图像,并通过这些图像和原始图像的对比,证明了这种改进算法的可行性以及本文设计的视频转码器的实用性。在此基础上,进一步分析了这种算法的可能改进。

关键词： MPEG-2视频压缩标准视频转码运动矢量重估计跳帧前向对应块法

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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高清到标清DCT域视频转码的研究与实现

中国有线电视 2005年第22期 2210-2214页

作者：梁铁刘怀宇李延奇朱维乐电子科技大学四川成都610054

研究并给出了DCT域内视频转码中的运动补偿、图像下采样、运动矢量重估计、码率控制等关键算法,并在PC上实现了DCT域内高清到标清的快速转码。

关键词：转码 DCT 运动补偿码率控制运动矢量重估计