基于H.264/AVC码率控制算法的研究与改进

摘要

H.264/AVC是ITU-T的视频编码专家组(VCEG)与ISO/IEC的动态图像专家组(MPEG)联合开发的最新国际视频编码标准。与以前的视频编码标准(MPEG-2、H.263、MPEG-4等)相比，H.264/AVC增加了帧内预测、多模式运动估计、可变长熵编码、DCT等新的编码方式，在一定程度上提高了编码效率。H.264/AVC采取了分层设计结构，即分为视频编码层(VCL)与网络抽象层(NAL)。视频编码层负责将视频数据编码，NAL层负责将视频编码层产生的比特字符封装到NAL单元中。这种结构使视频编码层能独立于网络进行高效编码，同时使编码后的数据不再依赖于某种特定的网络。因此，和其他视频编码标准相比，H.264/AVC视频编码标准具有广泛的应用前景。码率控制对编码的图像质量与输出码率有直接影响。它可以改变量化参数大小、编码方式、跳帧选择等相关的方法，保证编码比特的合理分配，控制编码器的输出码率，能够获得更高的重建图像质量。
　　 本文针对H.264/AVC码率控制算法进行了研究。为了避免H.264中的“蛋鸡悖论”问题，本文对H.264/AVC码率控制算法进行了改进，从一定程度上提高了视频编码质量。首先，在认真研究了H.264编码架构和码率控制的基础上，对其他视频编码的经典码率控制算法进行了分析。然后对H.264/AVC码率控制算法进行了研究，通过比较JVT-G012与F-086，得出视频图像的PSNR有所提高，同时波动比较小，但是此算法也有缺点。最后对H.264/AVC码率控制算法进行改进，同时对改进的算法进行试验，仿真，得出结果，经分析知，改进的算法明显提高了PSNR。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景与研究意义

1．2 视频压缩编码标准的发展的现状

1．3 码率控制技术简介

1．4 本文的整体结构和内容安排

第二章 H．264编码原理与关键技术分析

2．1 H．264编码器分层结构及编解码结构

2．1．1 编码器分层结构

2．1．2 H．264编码器的构成

2．1．3 H．264解码器的构成

2．2 H．264的档次和级

2．3 片和片组

2．4 H．264关键技术分析

2．4．1 帧内预测编码

2．4．2 帧间预测编码

2．4．3 整数变换及量化

2．4．4 熵编码

2．5 本章小结

第三章 H．264／AVC码率控制算法的研究与分析

3．1 经典的码率控制算法

3．1．1 MPEG-2的TM5码率控制算法

3．1．2 H．263的TMN8码率控制算法

3．1．3 MPEG-4的VM8码率控制算法

3．2 H．264／AVC码率控制算法的研究

3．2．1 H．264／AVC码率控制方案的难点

3．2．2 H．264／AVC码率控制的相关概念和模型

3．2．3 H．264／AVC码率控制流程结构

3．3 实验结果与分析

3．4 本章小结

第四章 H．264／AVC码率控制算法的改进

4．1 H．264／AVC码率控制算法改进的方向

4．2 H．264／AVC自适应码率控制算法的改进

4．2．1 自适应模型参数更新算法的优化

4．2．2 自适应的帧级目标比特位分配优化算法

4．3 实验结果与分析

4．4 本章小节

第五章 总结与未来的工作

5．1 全文总结

5．2 未来的工作

致谢

参考文献

攻硕期间从事的科研工作及发表的论文