MPEG-4视频压缩编码的运动估计与DCT变换算法研究

摘要

视频压缩编码算法的研究其实始终都是一个新课题，这是因为其任务和目的是通过研究及实验提出或者在改进并优化的基础上验证一种新的算法，以实现在相同的前提条件下，针对不同应用的需要，或是降低算法运算的复杂度，提高编码速度和效率；或是改进视频质量。视频压缩编码算法目前研究的趋势是在现有成熟算法的基础上，怎样通过改进优化使现有算法更好地适应应用上的需要，并不刻意追求高压缩比，这是因为随着宽带网络的日益普及和带宽的提高，压缩比高低并不是图像通信的瓶颈问题。而视频压缩编码的关键算法：运动估计与运动补偿及DCT变换是整个编码过程中最耗时的，特别是运动估计算法几乎占了整个编码时间的一半，同时其估计精度对重构的视频质量影响很大，这是因为它处于编码过程的前端。因此视频压缩编码算法的研究应从实用化和关键步骤角度出发。 本课题的研究重点是在保证视频重构质量的前提条件下，对目前应用的一些视频编码技术所采用的具体算法进行分析研究，并在此基础上对其中的关键算法进行一定的改进和优化，得出一种改进算法，这种改进的算法经仿真实验结果证明了在同等条件下比优化前的编码算法提高了编码速度，且对视频质量影响很小，而通过阈值调整降低编码速度后，视频质量得到明显提高。在本课题进行过程中，首先研究了基于信息论的自然数字视频编码和基于人的视觉特性的第二代视频编码技术及采用的算法，充分理解和掌握了各种编码技术的优缺点及其适用场合；二是对视频图像编码标准作了详细的研读，了解各种标准产生的背景、相互关系、各自的应用情况和应用范围及视频压缩标准的发展趋势。其中重点研究了MPEG一4标准，特别是对基于该标准的视频压缩技术的算法作了深入研究；三是在分析研究运动估计算法的基础上，重点研究了MVFAsT算法，并对其进行了改进优化，得到了一种基于MVFAST算法基础上的改进优化算法；另外对DCT变换时的模式选择方式进行了改进。最后对改进的DCT模块进行了测试，并得到了预期的结果，明显减少了DCT变换时的运算量。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章视频编码标准

第三章MPEG-4标准研究

第四章视频编码技术研究

第五章算法的研究及改进与优化

5.1传统的运动估计算法的研究及改进与优化

5.2变换编码算法的研究及改进与优化

5.3实验仿真及结果分析

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表与学位论文内容相关的学术论文

致谢