基于MDP的视频码率控制算法的研究

发布时间：2017-09-19 12:02

  本文关键词：基于MDP的视频码率控制算法的研究

  更多相关文章： H.264 码率控制 率失真模型 马尔科夫决策过程

【摘要】：近年来,数字电子技术的发展使得数字视频成为多媒体通信系统最重要的信息载体,数字视频与图像、音频等信息形式相比,数据量要大得多,但是视频存储量、带宽等条件有限,人们对数字视频的存储和传输要求也日益提高。这便需要将码率控制技术引入到视频压缩编码过程中,实现压缩编码的视频输出码率切合实际的网络带宽条件,避免了视频信息的丢失,提高压缩编码效率,还能够防止网络拥塞。考虑到码率控制算法的重要性,本文着重对其进行深入研究。虽然H.265压缩标准是继H.264标准之后最新制定的视频压缩标准,但考虑到H.265标准对计算机硬件能力要求较高,生态环境也才逐步开始,移动视频解码时高电量问题未解决,本文对目前主流的视频压缩编码标准的H.264标准的码率控制算法进行研究。对码率控制算法的研究主要解决建立更精确的率失真模型和控制缓冲区这两个问题,本文系统性分析之前学者提出的经典的码率控制算法和率失真优化技术并进行总结和借鉴,在经典的率失真模型的基础上进行改进和修正,并利用马尔科夫决策过程对码率控制算法进行研究,提出了一种改进的基于马尔科夫决策过程的帧层码率控制算法。本文采用JM 18.0作为测试平台。利用不同复杂度的CIF格式的视频序列进行测试,经过仿真测试表明,本文改进的基于马尔科夫决策过程的码率控制算法能够获得更高的视频编码质量并能提高缓冲区的利用率;同时,本文改进的率失真模型也能够更加精确地描述比特率与视频质量失真度之间的关系。
【关键词】：H.264 码率控制 率失真模型 马尔科夫决策过程
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.81
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-6
• 1 绪论6-14
• 1.1 本课题研究背景及意义6-8
• 1.1.1 研究背景6-7
• 1.1.2 研究意义7-8
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势8-11
• 1.2.1 国内外研究现状9-10
• 1.2.2 码率控制算法的发展趋势10-11
• 1.3 本文主要工作11-12
• 1.4 本文组织结构12-14
• 2 相关技术研究14-25
• 2.1 H.264压缩标准14-19
• 2.1.1 视频压缩标准的发展14-15
• 2.1.2 H.264压缩标准相关技术15-19
• 2.2 马尔科夫决策过程及其应用19-21
• 2.2.1 马尔科夫决策过程（MDP）19-21
• 2.2.2 马尔科夫决策过程的应用21
• 2.3 码率控制算法基本原理21-23
• 2.4 视频质量评估方法23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 H.264的码率控制算法研究及改进25-34
• 3.1 码率控制算法25-30
• 3.1.1 经典的码率控制算法25-26
• 3.1.2 经典的H.264码率控制算法26-29
• 3.1.3 H.264码率控制算法的改进29-30
• 3.2 率失真模型30-33
• 3.2.1 通用率失真模型30
• 3.2.2 现有的R-Q模型30-31
• 3.2.3 R-Q（比特率—量化参数）模型的改进31-33
• 3.2.4 D-Q（失真度—量化参数）模型的改进33
• 3.3 本章小结33-34
• 4 新型码率控制算法模型的建立34-45
• 4.1 R-Q和D-Q模型的建立34-42
• 4.1.1 视频测试序列34-35
• 4.1.2 R-Q模型的建立过程35-40
• 4.1.3 D-Q模型的建立过程40-42
• 4.2 马尔科夫决策过程模型的建立42-44
• 4.3 本章小结44-45
• 5 仿真及结果分析45-49
• 5.1 仿真平台的选择45
• 5.2 新型码率控制算法模型实验仿真和结果分析45-48
• 5.2.1 仿真环境45
• 5.2.2 仿真结果及分析45-48
• 5.3 本章小结48-49
• 6 总结及展望49-51
• 6.1 主要工作总结49
• 6.2 今后的工作展望49-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-54
• 附录54-56
• 攻读学位期间发表的学术论文56

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本文编号：881515