面向H.264视频编码的码率控制策略

摘要

在H.264视频编码过程中，码率控制直接影响着码流带宽和图象质量。本文对H.264视频码流的特点、码率影响因素以及率失真模型进行了分析和研究，并针对不同的应用提出了三种改进的码率控制算法：恒定码率控制算法、采用单次编码的可变码率控制算法和采用二次编码的可变码率控制算法。 首先，本文详细分析了恒定码率控制的特点以及相关要点，讨论了H.264中与码率控制密切相关的两个问题－－RDO技术以及整数变换与量化，然后针对H.264的码流特点，提出了一种改进的恒定码率控制算法。算法通过已编码帧的信息，在DCT域预测当前编码帧的复杂度，然后在GOP层、帧层两个层次上进行控制，并对场景切换进行检测和处理。该算法不仅具有较好的控制效果，而且复杂度低，实现简单，适用于实时视频信号处理。 其次，本文论述了采用单次编码的可变码率控制的优点、特性以及关键点，提出了一种改进的面向H.264的单次编码可变码率控制算法。算法在R-D模型的基础上，基于图象DCT域复杂度预测信息，分配目标比特，调节量化因子实现VBR编码，并对场景切换进行了检测和处理。该VBR算法不仅可以有效地进行码率控制，对场景切换有很强的适应性，能提供较为稳定的视频质量，而且算法复杂度低，可较好地集成到实时编码系统中。 最后，本文分析了采用二次编码的可变码率控制的原理、特性及应用，提出了一种面向H.264的二次编码可变码率控制算法。在第一次编码中，采用CBR控制方法收集序列的编码统计信息，如图象复杂度，PSNR，宏块编码类型分布等。借助于这些信息，就可以分析出序列中的场景切换和码率失真模型等。在第二次编码中，根据已获知的R-D模型精确地分配比特和控制量化参数，达到满足VBR的码率和缓冲区约束的目的。实验表明，该算法不仅能够保证总体比特预算和缓冲区约束，而且能够获得非常稳定的视频质量。该VBR算法适用于对时间性要求比较宽松的数字视频存储应用。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：插图清单、表格清单

第一章绪论

第二章H.264恒定码率控制策略

第三章H.264单次编码可变码率控制策略

第四章H.264二次编码可变码率控制策略

第五章总结与展望

参考文献

致谢

作者攻读硕士期间完成的论文