紋理與噪聲自適應(yīng)性視頻編碼算法研究.pdf

1、隨著信息化社會(huì)的到來，多媒體通信需求越來越迫切，特別是作為可視化通信的關(guān)鍵，視頻通信已成為通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。鑒于視頻信息量巨大的特性，如何有效提高視頻編碼效率和性能成了視頻通信中的核心問題之一。而視頻信號(hào)的高時(shí)間和空間相關(guān)性則為視頻信號(hào)的壓縮提供可能。 為了實(shí)現(xiàn)視頻通信的通用性，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國(guó)際電訊聯(lián)盟(ITU)相繼推出了一系列視頻壓縮編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.261、H.2

2、63、H.264等。通過提供各種靈活的編碼新選項(xiàng)，新的編碼標(biāo)準(zhǔn)大大提高了視頻編碼的效率，并能更好地適應(yīng)視頻通信網(wǎng)路的傳輸。但也不難發(fā)現(xiàn)，新視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)壓縮效率的提升是以編碼復(fù)雜度的劇增為代價(jià)的。這就給視頻編碼的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)帶來了挑戰(zhàn)；因而，對(duì)視頻編碼算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)除了考慮算法的壓縮效率的同時(shí)，不能忽略算法的計(jì)算復(fù)雜度。高效率的視頻編碼算法在保證較高的壓縮效率的同時(shí)，應(yīng)該具備較低的計(jì)算復(fù)雜度，能在節(jié)省通信帶寬或者存儲(chǔ)空間的同時(shí)，有效地節(jié)省計(jì)算

3、資源。 本論文從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，針對(duì)計(jì)算資源有限的編碼場(chǎng)合，根據(jù)復(fù)雜度和噪聲這兩個(gè)關(guān)鍵性因素，對(duì)視頻編碼器中關(guān)鍵算法進(jìn)行圖像紋理和噪聲的自適應(yīng)性優(yōu)化設(shè)計(jì)。在保證一定率失真效率的基礎(chǔ)上，有效減低視頻編碼的復(fù)雜度。 首先，本文提出了分析視頻信號(hào)特征的兩種方法：圖像塊邊緣模式分析方法和噪聲估計(jì)方法。這兩種算法能夠準(zhǔn)確地分析出視頻序列中的圖像塊邊緣模式信息和噪聲信息。這兩種分析方法都具有較低的計(jì)算復(fù)雜度。所得到的邊緣模式信息和

4、噪聲信息將作為后續(xù)自適應(yīng)性算法的先驗(yàn)知識(shí)；接著，提出了基于H.264標(biāo)準(zhǔn)的快速幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇算法和快速幀間編碼模式選擇算法?？焖賻瑑?nèi)預(yù)測(cè)模式選擇算法基于圖像塊的邊緣模式信息，而快速幀間編碼模式選擇算法基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后得到的殘差塊的邊緣信息。與其它的快速算法相比，這兩種快速算法在保證較高的率失真效率的基礎(chǔ)上，有效降低了算法復(fù)雜度。而且，由于所提出的圖像塊邊緣模式分析方法的計(jì)算復(fù)雜度低，這兩種快速算法所需的額外復(fù)雜度可以忽略。這為在計(jì)算資源

5、有限的場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼提供了良好的方案；運(yùn)動(dòng)估計(jì)是視頻編碼器中最關(guān)鍵、最復(fù)雜的環(huán)節(jié)。噪聲的存在不僅影響了運(yùn)動(dòng)估計(jì)準(zhǔn)確性，因而影響編碼效率，噪聲也較大程度地影響了運(yùn)動(dòng)估計(jì)的速度。所以，最后，本文提出了一種具有抗噪聲干擾能力的運(yùn)動(dòng)匹配準(zhǔn)則：自適應(yīng)超級(jí)塊擴(kuò)展匹配準(zhǔn)則，接著還對(duì)一種性能較優(yōu)的快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法進(jìn)行噪聲自適應(yīng)性擴(kuò)展設(shè)計(jì)。 圖像邊緣自適應(yīng)的模式選擇算法和噪聲自適應(yīng)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法，能在保證較高視頻壓縮效率的基礎(chǔ)上，有效地降低視頻