h.264快速幀內(nèi)預(yù)測(cè)與幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的研究與優(yōu)化

1、 分類號(hào) 密級(jí) UDC 注 1 學(xué) 位 論 文 H.264快速幀內(nèi)預(yù)測(cè)與幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的研究與優(yōu)化 (題名和副題名) 李懷周 李懷周 (作者姓名) 指導(dǎo)教師姓名 吳盡昭 教

2、 授 電子科技大學(xué) 成 都 (職務(wù)、職稱、學(xué)位、單位名稱及地址) 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 碩士 專業(yè)名稱 電 路 與 系 統(tǒng) 論文提交日期 2012.04 論文答辯日期 2012.05 學(xué)位授予單位和日期 電子科技大學(xué) 答辯委員會(huì)主席

3、 評(píng)閱人 2012 年 月 日 注 1：注明《國(guó)際十進(jìn)分類法 UDC》的類號(hào) 摘 要 I 摘 要 幀內(nèi)預(yù)測(cè)可以明顯減少視頻圖像中的空間冗余性， 而幀間預(yù)測(cè)則能夠顯著減少視頻幀之間的時(shí)間冗余性，所以這兩種技術(shù)在 H.264/AVC 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中非常重要。本文著重研究幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式快速選擇算法和幀間運(yùn)

4、動(dòng)估計(jì)算法，對(duì)于幀內(nèi)預(yù)測(cè)提出基于相鄰像素差值的快速模式選擇算法，而對(duì)于幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)，對(duì)現(xiàn)有的經(jīng)典算法 UMHexagons 進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使得視頻壓縮編碼性能得到提高。 對(duì)于幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)， 首先研究了全搜索算法和三步搜索法的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程， 分析了這兩種算法均存在巨大運(yùn)算復(fù)雜度的原因，并在此基礎(chǔ)上提出了基于相鄰像素差值的快速幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法，該算法通過(guò)計(jì)算相鄰像素的差值，快速選取幀內(nèi)最佳預(yù)測(cè)模式， 將該算法在 JM 測(cè)試平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)， 與現(xiàn)有的

5、全搜索算法和三步搜索法進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證該算法的優(yōu)越性。最后利用現(xiàn)已存在的基于宏塊的 MAD 算法，對(duì)本文提出的算法進(jìn)行改進(jìn)，并在 JM 上再次驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，我們提出的算法相比于全搜索算法和三步搜索法，可以比較明顯的縮短編碼時(shí)間，提高視頻壓縮的效率。 在幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)的研究方面， 首先對(duì)幾種現(xiàn)存的快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的具體實(shí)現(xiàn)過(guò) 程 進(jìn)行了 研 究，在 分 析各個(gè)算法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)探討了經(jīng)典 的UMHexagons 算法，通過(guò)對(duì)該算法

6、進(jìn)行研究，從三個(gè)方面對(duì)該算法進(jìn)行了改進(jìn)：加入運(yùn)動(dòng)矢量搜索提前終止判斷條件，加入搜索窗大小動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制和減少該算法中用到的正方形和六邊形模板的搜索點(diǎn)。 最后將改進(jìn)的算法在 JM 測(cè)試平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)，為了驗(yàn)證優(yōu)化后算法的通用性，測(cè)試中選用了多種不同運(yùn)動(dòng)類型的標(biāo)準(zhǔn)視頻序列進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)客觀數(shù)據(jù)和主觀圖像分析，改進(jìn)后的算法在保持與原始算法壓縮圖像質(zhì)量相當(dāng)?shù)那疤嵯?，運(yùn)動(dòng)估計(jì)時(shí)間明顯降低，編碼速度也得到了進(jìn)一步提升，有助于 H.264/AVC 的