视频编码结构与优化算法研究

发布时间：2023-09-16 18:37

　　随着互联网信息产业与文化娱乐产业的发展,人们对视频数据的清晰度的需求日益增加。在有限带宽的前提下,保持视频数据的高分辨率,高质量是视频编码标准的主要研究目标。视频编码中的帧间预测参考以及率失真优化技术是两项极为重要的技术,通过视频帧之间相关性的继承,结合率拉格朗日最优化理论,使视频编码质量与码率得到极好的平衡。现有的参考结构与优化参数采用经验训练参数,对多样化的视频信源不具备自适应性。固定的参数分配对参考帧间时域依赖未做充分考虑。经验性的优化参数在理论上不完备,无法进一步逼近最优值。本文针对视频编码参考结构与优化方法存在问题,结合卷积神经网络方法,从三个方面开展研究。1.针对低延迟编码结构缺乏自适应性的问题,提出自适应参考帧抉择算法。根据低延迟参考结构,统计编码比特依赖性,建立参考帧影响因子模型,计算参考帧辐射最远距离,为编码帧自适应分配合理参考集合,以提升编码性能。该算法与HEVC参考软件相比,最高编码性能提升达到0.93%。2.针对视频时域分层结构参数固定的问题,提出参考结构决定拉格朗日乘子算法。根据时域分层结构特性,构建分层参考强度模型,结合时域层级、参考强度、质量差异,建立分层...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 视频编码标准
        1.2.2 视频编码帧间预测与参考结构
        1.2.3 率失真优化理论
        1.2.4 神经网络与图像压缩
    1.3 主要研究内容
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 章节安排
第二章 相关技术介绍
    2.1 视频编码技术
        2.1.1 图像与视频压缩
        2.1.2 质量与性能评价
        2.1.3 视频编码框架
        2.1.4 视频编码基本技术
            2.1.4.1 编码单元划分
            2.1.4.2 帧内预测
            2.1.4.3 帧间预测
            2.1.4.4 变换与量化
            2.1.4.5 图像滤波
            2.1.4.6 熵编码
            2.1.4.7 反馈控制
        2.1.5 率失真优化理论
            2.1.5.1 率失真函数
            2.1.5.2 率失真优化方法
            2.1.5.3 拉格朗日乘子
    2.2 卷积神经网络
    2.3 小结
第三章 低延迟自适应参考结构
    3.1 视频编码参考结构
    3.2 低延迟自适应参考结构
        3.2.1 编码参考规则
        3.2.2 参考帧影响力
        3.2.3 参考集合设置
        3.2.4 量化参数调节
    3.3 算法流程
    3.4 测试与分析
    3.5 小结
第四章 基于参考结构的优化参数调节
    4.1 时域分层参考结构
    4.2 拉格朗日乘子
        4.2.1 率失真优化的应用
        4.2.2 率失真函数与拉格朗日乘子
    4.3 参考结构决定拉格朗日乘子
        4.3.1 帧间参考强度统计
        4.3.2 拉格朗日乘子抉择
        4.3.3 量化参数调节
    4.4 算法流程
    4.5 测试与分析
    4.6 小结
第五章 基于卷积神经网络的图像质量优化
    5.1 卷积神经网络与图像质量增强
    5.2 感受野下降卷积神经网络
        5.2.1 网络结构
        5.2.2 网络训练
    5.3 测试与分析
    5.4 小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果



本文编号：3846979