基于H.264/HEVC的视频编解码关键技术研究
发布时间：2020-12-16 12:46
随着多媒体应用对图像分辨率、图像帧率、实时性的要求越来越高,对视频编解码的性能提出了极大的挑战。此外,在某些特殊的应用场合,如空间通信、深空探索等,由于无线传输带宽有限、空空信道误码率较高、通信易受影响等原因,要在带宽有限且不稳定的信道下传输宝贵的探测图像,同时保证较好的图像质量,是一个迫切需要解决的关键技术。基于以上应用背景,本文深入研究了H.264和HEVC这两种视频编解码标准,并对其中一些关键算法进行了优化和改进,提高了编解码效率;另外还分别搭建了H.264/HEVC高清视频编解码平台,并对其实时性、并行处理等方面的应用进行了研究,主要工作如下:在深入研究H.264编解码框架和所用关键技术的基础上,本文重点对其快速帧间运动估计算法进行了研究。通过分析当前H.264常用的快速运动估计算法的优缺点,提出了基于“局部极值搜索”的运动估计算法。新的算法通过将待搜索区域进行子块分割、子块内部极值搜索、细化搜索等步骤,可以尽可能地避免局部最优对搜索精度的影响,较为准确地获取全局最优点的位置。同时,由于新的算法采用一系列提前终止及阈值跳转策略,在把握全局信息的前提下,获得了较高的搜索速度。实验...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图像压缩在多媒体中的应用
图 1.2 图像压缩编解码的应用领域解决有限的传输带宽与巨大传输码率之间愈演愈烈矛盾的一个有力的行视频的压缩。因此一系列视频编码压缩标准应运而生。其中，H.26为止应用最为广泛的编码标准，也是主流的标准。它具有编码高效，质量好，码率低等优点[2]。因此，需要针对 H.264 标准进行研究，解论和应用方面的关键问题。另外，随着各种微处理器平台的发展，移动端的视频应用对视频编解了更高的要求。需要在低功耗、小体积的芯片上实现高清、实时的编，这也迫使人们对 DSP 等微处理器平台上的编解码开发进行研究[3]。除此之外，新一代视频编码标准-HEVC 已经发布[4， 5]。它提供了更为码效率和环境适应性，是未来非常有前途的编码标准。但是与 H.264 相C 在复杂度方面增加了近一倍，在显著提高编码效率的同时带来了非运算负担。因此如何更进一步降低 HEVC 算法本身的复杂度、最大程硬件资源，发挥 HEVC 的高效处理能力，是一个十分重要和有价值的
1 绪论1.2.1 图像压缩原理图像压缩按应用场合可分为视频图像（多帧连续图像）压缩和静止图像（单幅图像）压缩。该技术源自电视图像的数字化研究。主要理论基础为差分脉冲编码调制理论（DPCM）及香农信息论[6]。图像之所以能被压缩，主要是因为一帧图像内部和不同帧连续图像之间往往存在一定的相关性，即存在冗余信息，如：时间冗余、空间冗余、视觉冗余、结构冗余、知识冗余、信息熵冗余等。其中最主要的是前三者。1.2 国内外发展现状
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于局部极值搜索的快速运动估计算法[J]. 夏校朋,刘恩海,蒲松柏. 光电工程. 2013(09)
[2]基于HEVC视频标准的熵编码过程[J]. 李恒忠,崔建明,郭勇,李洪强. 电脑知识与技术. 2013(14)
[3]Introduction to the High-Efficiency Video Coding Standard[J]. Ping Wu and Ming Li(R&D Center,ZTE Corporation,Nanjing 210012,China). ZTE Communications. 2012(02)
[4]H.264/AVC网络视频编码失真评估的比特流层模型[J]. 苏洪磊,李兵兵,杨付正. 西安交通大学学报. 2012(06)
[5]下一代视频编码标准关键技术[J]. 蔡晓霞,崔岩松,邓中亮,常志峰. 电视技术. 2012(02)
[6]基于多DSP的H.264高清视频实时编码系统[J]. 郭春辉. 现代电子技术. 2010(05)
[7]AVS标准综述[J]. 侯金亭,马思伟,高文. 计算机工程. 2009(08)
[8]一种高效率的快速块匹配运动估计算法[J]. 何书前,张学平,邹昉楠,桂占吉. 计算机工程与应用. 2006(32)
[9]一种适用于H.264的整像素运动估计算法[J]. 曹文锋,张颖,张兆扬,张一钧. 上海大学学报(自然科学版). 2004(04)
博士论文
[1]基于嵌入式Linux的视频编解码技术研究[D]. 刘云峰.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2013
[2]基于FPGA的星载图像压缩系统实现方法研究[D]. 张学全.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2009
本文编号：2920180
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图像压缩在多媒体中的应用
图 1.2 图像压缩编解码的应用领域解决有限的传输带宽与巨大传输码率之间愈演愈烈矛盾的一个有力的行视频的压缩。因此一系列视频编码压缩标准应运而生。其中，H.26为止应用最为广泛的编码标准，也是主流的标准。它具有编码高效，质量好，码率低等优点[2]。因此，需要针对 H.264 标准进行研究，解论和应用方面的关键问题。另外，随着各种微处理器平台的发展，移动端的视频应用对视频编解了更高的要求。需要在低功耗、小体积的芯片上实现高清、实时的编，这也迫使人们对 DSP 等微处理器平台上的编解码开发进行研究[3]。除此之外，新一代视频编码标准-HEVC 已经发布[4， 5]。它提供了更为码效率和环境适应性，是未来非常有前途的编码标准。但是与 H.264 相C 在复杂度方面增加了近一倍，在显著提高编码效率的同时带来了非运算负担。因此如何更进一步降低 HEVC 算法本身的复杂度、最大程硬件资源，发挥 HEVC 的高效处理能力，是一个十分重要和有价值的
1 绪论1.2.1 图像压缩原理图像压缩按应用场合可分为视频图像（多帧连续图像）压缩和静止图像（单幅图像）压缩。该技术源自电视图像的数字化研究。主要理论基础为差分脉冲编码调制理论（DPCM）及香农信息论[6]。图像之所以能被压缩，主要是因为一帧图像内部和不同帧连续图像之间往往存在一定的相关性，即存在冗余信息，如：时间冗余、空间冗余、视觉冗余、结构冗余、知识冗余、信息熵冗余等。其中最主要的是前三者。1.2 国内外发展现状
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于局部极值搜索的快速运动估计算法[J]. 夏校朋,刘恩海,蒲松柏. 光电工程. 2013(09)
[2]基于HEVC视频标准的熵编码过程[J]. 李恒忠,崔建明,郭勇,李洪强. 电脑知识与技术. 2013(14)
[3]Introduction to the High-Efficiency Video Coding Standard[J]. Ping Wu and Ming Li(R&D Center,ZTE Corporation,Nanjing 210012,China). ZTE Communications. 2012(02)
[4]H.264/AVC网络视频编码失真评估的比特流层模型[J]. 苏洪磊,李兵兵,杨付正. 西安交通大学学报. 2012(06)
[5]下一代视频编码标准关键技术[J]. 蔡晓霞,崔岩松,邓中亮,常志峰. 电视技术. 2012(02)
[6]基于多DSP的H.264高清视频实时编码系统[J]. 郭春辉. 现代电子技术. 2010(05)
[7]AVS标准综述[J]. 侯金亭,马思伟,高文. 计算机工程. 2009(08)
[8]一种高效率的快速块匹配运动估计算法[J]. 何书前,张学平,邹昉楠,桂占吉. 计算机工程与应用. 2006(32)
[9]一种适用于H.264的整像素运动估计算法[J]. 曹文锋,张颖,张兆扬,张一钧. 上海大学学报(自然科学版). 2004(04)
博士论文
[1]基于嵌入式Linux的视频编解码技术研究[D]. 刘云峰.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2013
[2]基于FPGA的星载图像压缩系统实现方法研究[D]. 张学全.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2009
本文编号：2920180
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