保持运动的可伸缩AVS视频编解码系统

摘要

视频信息的直观性、确切性、高效性、广泛性等一系列优点使其在通信领域受到极大青睐。但是，视频信息量大又极大的限制了其在Internet和移动网络中的处理与传输。自20世纪90年代以来Internet和移动通信技术迅猛发展，视频压缩问题也吸引了众多学者的眼球，并在视频编解码技术上取得了很大成就。2006年，我国拥有自主知识产权的先进音视频编码标准AVS开始实施，为我国视频通信技术开辟了广阔的的发展空间。
　　随着网络技术越来越成熟、应用越来越广泛，如今的视频应用已从过去面向存储的视频编解码应用转向面向网络传输的视频编解码。面向网络传输的视频编解码主要受带宽以及终端设备多样化的限制。如何使网络视频业务具有足够的灵活性，以适应网络的带宽需求，以及满足不同用户、不同设备终端的不同需求，成为现下亟待解决的问题，因此可伸缩编解码应运而生。
　　可伸缩视频编码(Scalable Video Coding，SVC)经过一次性压缩编码后产生的码流能被可伸缩解码器解得不同码率、帧率、空间分辨率和视频质量的视频图像。因此，产生的视频流具有能够适应网络和终端变换的特性，可在规定的码率范围内提供较高的解码质量，具有码率可变等优点。但是，好的伸缩性能也造成可伸缩视频编解码的计算复杂度较高、实践应用的难度较大。
　　基于上述问题本课题主要目的是设计一套可伸缩编解码系统，在提高可伸缩视频质量的同时最大限度的降低视频编解码的计算复杂度。主要工作与创新点如下:
　　深入研究AVS编解码原理及官方发布的参考编、解码软件的基础上，提出了保持运动变换的可伸缩编、解码系统设计思想。该系统针对传统分级可伸缩编码运动搜索复杂度高的缺点提出了保持运动的可伸缩编解码。该算法只对基本层进行运动搜索，对上采样得到的增强层使用基本层对应参考帧的运动矢量MV(Motion Vector)。因此，减少了增强层的运动搜素，不仅减少了传输比特而且大大降低了计算复杂度。由此带来的信噪比PSNR的降低则由更加精准的滤波器与相匹配的量化来补偿。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 视频编解码发展史

1．3 AVS视频编解码的基本原理

1．3．1 AVS视频编码介绍

1．3．2 AVS视频解码原理及框架

1．4 可伸缩视频编解码的发展

1．5 论文完成的主要工作及编排

第二章 AVS基于运动不变性的可伸缩视频编解码

2．1 可伸缩视频编解码的原理及框架

2．2 视频图像的运动

2．3 保持运动的可伸缩编码

2．3．1 保持运动的可伸缩编码的设计

2．3．2 保持运动的可伸缩编码的实现

2．3．3 保持运动的可伸缩编码实验仿真

2．4 保持运动的可伸缩解码

2．4．1 保持运动的可伸缩解码的设计

2．4．2 保持运动的可伸缩解码的实现

2．4．3 保持运动的可伸缩解码实验仿真

2．5 本章小结

第三章 保持运动的插值滤波器的设计与实现

3．1 滤波器的基本原理

3．1．1 最近邻点插值法

3．1．2 双线性插值法

3．2 保持统一性的上、下采样滤波器系统

3．2．1 保持运动的下采样滤波器设计

3．2．2 保持运动的下采样滤波器实现

3．2．3 保持运动的上采样滤波器设计

3．2．4 保持运动上采样滤波器的实现

3．3 本章小结

第四章 基于保持运动编解码的量化

4．1 量化器简介

4．2 基于保持运动变换系数优化量化

4．3 基于保持运动变换系数量化器实现

4．4 实验结果

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 工作展望

参考文献

致谢

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