双流视频编码器的运动矢量重用与模式选择算法

摘要

为了在异构网络中实现不同接入设备对视频流数据的访问,通常要求视频服务端的编码器提供不同分辨率的压缩码流。双流视频编码器能够实时生成两种不同分辨率的码流,但是传统双流视频编码器采用两个独立的编码核,对不同分辨率的码流分别进行编码,计算量大。由于两路码流的内容为同一场景,因此如何重用编码过程中的相关信息,减少冗余计算,成为提高双流视频编码器计算效率的关键。
　　模式选择是视频编码过程中的关键步骤,直接影响编码器的率失真性能。在双流视频编码器中,高分辨率图像中不同位置宏块的编码模式与低分辨率图像宏块的最优编码模式的相关程度存在区别;而且每个宏块编码模式的影响程度也不同。利用这个特点,提出一种基于权重的模式选择方法。分别赋予四个宏块的位置权重为0.6、0.3、0.1和0;帧内、帧间和跳过三种编码模式的模式因子分别置为2、1和0。加权和为四个宏块的位置权重与其模式因子的积之和。如果加权和大于1.2,则判决为帧内编码模式;如果加权和小于0.3,则判决为跳过编码模式;否则为帧间编码模式。除此之外,还采用双预测修正的运动矢量精细化方法复用运动矢量。通过运动矢量合成值和当前帧内运动矢量预测值间的偏差,来判断是否需要继续进行运动矢量精细化处理。精细化搜索在一个四像素的小窗口范围内进行,从而在运动矢量精度和搜索次数上取得折中。
　　实验结果表明,采用上述运动矢量复用和模式选择方法,双流视频编码器中低分辨码流的计算效率平均提高了60％以上。通过双预测修正运动矢量复用之后,编码图像的峰值信噪比提高了0.2~0.4dB;而采用权重法对编码模式重新判决,编码图像的峰值信噪比在此基础上又提高了0.1dB左右。

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1 绪论

1.1 课题的来源与目的

1.2 国内外研究概况

1.3 本文的研究内容与章节安排

1.4 本章小结

2 基于MPEG-4视频编码标准的转码方法

2.1 MPEG-4视频编码标准

2.2 视频转码技术

2.3 基于转码思想的双流视频编码器

2.4 本章小结

3 双流视频编码器的运动矢量重用与模式判决方法

3.1 双预测运动矢量重用与精细化方法

3.2 基于权重的宏块编码模式判决算法

3.3 DCT系数的复用方案

3.4 本章小结

4 实验结果与分析

4.1 实验测试环境

4.2 运动矢量的复用与精细化效果

4.3 权重法模式判决的性能分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文目录