面向移動(dòng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS-M關(guān)鍵算法研究.pdf

1、多媒體通信將是新一代通信系統(tǒng)的典型業(yè)務(wù)和顯著特征，而視頻編碼技術(shù)是多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。AVS-M標(biāo)準(zhǔn)是中國最近自主制定的數(shù)字音視頻編碼編碼系列標(biāo)準(zhǔn)(AVS)中的第七部分：移動(dòng)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛應(yīng)用于交互存儲(chǔ)媒體、寬帶視頻業(yè)務(wù)、多媒體郵件、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、視頻會(huì)議、可視電話等多個(gè)領(lǐng)域，是我國面向下一代移動(dòng)通信的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。 AVS-M標(biāo)準(zhǔn)仍基于以前視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償混合編碼方案，為了實(shí)現(xiàn)更高的編碼效率，AVS-M標(biāo)準(zhǔn)采用

2、了許多新的編碼技術(shù)，如新型幀內(nèi)預(yù)測、多尺寸編碼塊模式、多參考幀預(yù)測、1/4像素精度運(yùn)動(dòng)矢量、整數(shù)變換量化、去方塊效應(yīng)濾波器等。這些新特征使AVS-M標(biāo)準(zhǔn)能夠提供與最新的國際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H-264/AVC相當(dāng)?shù)木幋a效率，另一方面，這些新技術(shù)的采用極大地增加了AVS-M編解碼器的計(jì)算復(fù)雜度，因此實(shí)時(shí)編解碼器的實(shí)現(xiàn)面臨巨大的挑戰(zhàn)，需要尋找高效的優(yōu)化算法，以減少巨大的計(jì)算量。本文從實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用的角度，對AVS-M編碼過程中的幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、

3、運(yùn)動(dòng)估計(jì)、變換量化等方面進(jìn)行了研究。具體研究內(nèi)容包括： 1、針對幀內(nèi)預(yù)測編碼的復(fù)雜性，本文提出一種基于方向信息和時(shí)空相關(guān)性的幀內(nèi)預(yù)測模式選擇快速算法。該算法利用當(dāng)前宏塊內(nèi)的邊緣方向信息和幀內(nèi)預(yù)測模式的時(shí)間、空間相關(guān)性，以率失真優(yōu)化(RDO)為判決依據(jù)，快速進(jìn)行幀內(nèi)模式選擇。 2、針對幀間編碼模式的復(fù)雜性，本文提出一種快速模式選擇算法。該算法基于對最佳模式選擇結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，將全部編碼模式進(jìn)行分類，對SKIP模式采用提前終

4、止判決，而對其他模式通過判別宏塊的一致性和比較宏塊的空時(shí)相關(guān)性逐類型比較，可有效減少待選擇的模式數(shù)量。 3、針對AVS-M編碼器中計(jì)算量最大的運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊，本文從整數(shù)像素運(yùn)動(dòng)矢量搜索和分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動(dòng)矢量搜索兩個(gè)方面分別進(jìn)行了討論和改進(jìn)。整數(shù)像素運(yùn)動(dòng)矢量搜索過程中，提出了一種基于起點(diǎn)預(yù)測和早停止的自適應(yīng)快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法，該算法通過統(tǒng)計(jì)和分析當(dāng)前塊的相關(guān)矢量，預(yù)測運(yùn)動(dòng)估計(jì)的初始搜索起點(diǎn)，結(jié)合有效的搜索路徑和中止準(zhǔn)則，可以有效的實(shí)現(xiàn)整數(shù)

5、像素最優(yōu)運(yùn)動(dòng)矢量搜索過程中速度與效果的折中。針對AVS-M分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動(dòng)矢量搜索的復(fù)雜性，提出了一種基于預(yù)測的快速分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動(dòng)矢量搜索算法代替全搜索算法，大幅度地減少了搜索點(diǎn)數(shù)量和達(dá)到較好的匹配效果。 4、全零塊檢測是面向低比特率的視頻編碼器常用優(yōu)化方法之一，根據(jù)AVS-M視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)變換的新特點(diǎn)，對其中的全零塊檢測閾值進(jìn)行了推導(dǎo)，提出一種基于全零塊檢測的運(yùn)動(dòng)搜索提前終止準(zhǔn)則。針對AVS-M的多編碼模式，進(jìn)一步將全零塊檢測用