基于H.264/AVC的图标插入视频转换编码算法及软件实现

摘要

在三网融合的背景下，广播电视向高清晰度数字电视演进，互联网飞速发展、移动终端日趋多样化，以视频为核心的应用呈爆发式增长。新一代视频编码标准H.264/AVC编码压缩效率高，网络适应性强，因此在广播电视领域和移动互联网都将有广泛的应用。
　　 视频显示终端形式多样、性能各异，支持解码的视频档次也存在广泛差异，因此视频转换编码成为视频应用中的核心技术，其中，基于数字版权、商业广告、应急通知等应用，在视频中插入图标、字幕等有广泛的需求。
　　 本论文针对在H.264/AVC码流中的图标插入应用，实现了一个基于编码参数重用的图标插入转换编码方案。本文比较了目前主流的H.264/AVC编码器的优缺点，选择通用计算平台上性能较好的x264编码器作为转码器编码端的解决方案，详细评估了x264各个模块的计算复杂度，提出通过编码参数重用节省掉模式判断和运动估计的计算量，可以大大减少计算复杂度，并且可有效提高视频质量。论文介绍了无再损编码技术，在解码过程中关闭去块效应滤波，将解码未滤波的图像作为编码端输入，从而减少转码过程中信息的损失；图标插入后，对于图标区域和非图标区域，根据受图标插入影响的不同，分别采用不同的算法进行处理。论文论述了为转码器加入宏块帧场自适应支持，首先介绍为转码器加入宏块帧场自适应的必要性，然后介绍了H.264/AVC对场编码的支持、宏块帧场自适应编码的代码实现等。最后，根据一系列实验结果，评价转码算法的计算复杂度、转码图像质量PSNR、码流的码率等指标，实验结果显示，转码算法可以优质高效得实现在H.264/AVC码流中图标插入的转换编码应用。
　　 最后，本文介绍了H.264/AVC图标插入转换编码系统的总体设计，介绍了各模块的功能；详细介绍了系统的前端界面、网络传输、图标资源生成和管理等核心模块的软件开发工作。
　　 综上所述，本文基于H.264/AVC标准，详细研究了图标插入的转换编码算法，实现了一个H.264/AVC图标插入转换编码方案，算法的计算复杂度和编码性能优化较好，且具有较高的实用价值。