H.264码率控制算法与率失真优化模型的研究与改进
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H .264视频编码标准的主要目的就是提高对视频的压缩性能。为了取得最优化的压缩效率,率失真优化和码率控制技术具有非常重要的地位。本文深入分析了H.264视频编码标准中计算复杂度极高的率失真优化技术和码率控制的基本原理,总结了最新的率失真优化模型和码率控制算法的研究成果。在此基础上,提出一种新的帧层码率控制算法。首先,为降低RDO(Rate Distortion Optimization,率失真优化)与码率控制之间的相互依赖性,提出一种二级码率控制算法。其次,为了提供更加准确的帧复杂度的预测,用基于RDO模式选择中的比特数信息代替MAD(Mean Absolute Difference,平均绝对残差)来预测帧的复杂度。最后,提出一种自适应指数R-Q模型。新的码率控制算法克服了原有算法在码率控制精度和编码性能上的不足。本文还提出了一种改进的率失真优化模型。为了能更加精确地估计帧内/帧间宏块的编码比特数,首先提出了一种新的码率估计模型,码率估计值为一序列编码参数的线性组合,这些参数跟熵编码和变换系数紧密相关。接着提出了一种新的失真度估计模型,失真度估计值与量化步长密切相关。从而得出新的性能更加优越的率失真优化模型。本文仿真平台为JM14.2。实验结果表明,与原有模型相比,本文提出的率失真优化模型能够对编码比特数、失真度以及率失真代价做出更加准确的估计;与原有算法相比,本文提出的码率控制算法在比特数的精确性与编码效率上均有优越的性能。
中文摘要 | 第4-5页 |
ABSTRACT | 第5-6页 |
第一章 绪论 | 第10-13页 |
1.1 课题背景 | 第10-11页 |
1.2 课题来源及本文组织结构 | 第11-13页 |
第二章 相关技术研究 | 第13-25页 |
2.1 H.264 的相关技术简介 | 第13-18页 |
2.1.1 H.264 的制定及优点 | 第13-14页 |
2.1.2 H.264 的编解码框架 | 第14-15页 |
2.1.3 H.264 的关键技术 | 第15-18页 |
2.2 国内外研究现状 | 第18-23页 |
2.2.1 码率控制算法研究现状 | 第18-20页 |
2.2.2 率失真优化模型研究现状 | 第20-23页 |
2.3 本文的主要研究工作 | 第23-24页 |
2.3.1 码率控制算法的改进 | 第23页 |
2.3.2 率失真优化模型的改进 | 第23-24页 |
2.4 本章小结 | 第24-25页 |
第三章 H.264的码率控制算法研究及改进 | 第25-36页 |
3.1 H.264 码率控制算法的基本思想 | 第25-28页 |
3.2 基于帧复杂度的二级码率控制算法TSRCA | 第28-35页 |
3.2.1 二级码率控制方案 | 第28-29页 |
3.2.2 帧复杂度计算 | 第29-31页 |
3.2.3 新的R-Q 模型 | 第31-33页 |
3.2.4 模型参数的更新 | 第33-34页 |
3.2.5 TSRCA 算法描述 | 第34-35页 |
3.3 本章小结 | 第35-36页 |
第四章 H.264的率失真优化模型研究及改进 | 第36-49页 |
4.1 基于拉格朗日法的率失真优化模型 | 第36-38页 |
4.2 改进的率失真优化模型 | 第38-48页 |
4.2.1 模型的构建思想 | 第38-39页 |
4.2.2 率失真优化模型问题的相关定义 | 第39-40页 |
4.2.3 码率估计模型 | 第40-43页 |
4.2.4 失真度估计模型 | 第43-47页 |
4.2.5 率失真代价的计算 | 第47-48页 |
4.3 本章小结 | 第48-49页 |
第五章 实验仿真和结果分析 | 第49-64页 |
5.1 仿真平台的选择 | 第49页 |
5.2 评价方法 | 第49-51页 |
5.3 率失真优化模型实验仿真和结果分析 | 第51-57页 |
5.3.1 仿真环境 | 第51页 |
5.3.2 仿真结果及分析 | 第51-57页 |
5.4 码率控制算法实验仿真和结果分析 | 第57-63页 |
5.4.1 仿真环境 | 第57-58页 |
5.4.2 仿真结果及分析 | 第58-63页 |
5.5 本章小结 | 第63-64页 |
第六章 总结与展望 | 第64-66页 |
6.1 总结 | 第64-65页 |
6.2 展望 | 第65-66页 |
致谢 | 第66-67页 |
参考文献 | 第67-72页 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 | 第72-73页 |
攻读硕士学位期间参加的科研项目 | 第73页 |
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