h.264編碼算法優(yōu)化的研究

1、申請上海交通大學工學博士學位論文H ．2 6 4 編碼算法優(yōu)化的研究學科專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)研究方向：圖像通信與多媒體技術指導教師：周源華教授博士研究生：王英坤上海交通大學電子信息學院2 0 0 6 年1 月Y 9 “s 5 n上海交通大學博士學位論文過三個原則來加快編碼速度，一是相鄰宏塊預測模式相關性原則，二是預測模式尺寸預先選擇原則，三是提前中止原則。編碼器根據(jù)宏塊在圖像中的位置以及相鄰已編碼宏塊的預測模式來預先判別待編碼宏塊的預測

2、模式。若預測模式不符合提前退出原則，就對編碼塊的像素進行邊緣提取，根據(jù)邊緣方向選擇相應的預測模式，在搜索過程中同樣遵循提前退出原則。實驗結果表明，與全搜索算法相比，在編碼質(zhì)量相近的情況下，能夠節(jié)省5 1 ．0 1 ％～7 2 ．9 1 ％的編碼時間，與單純的邊緣檢測的算法F I M D A 相比，能夠節(jié)省1 5 ．6 3 ％～2 7 ．3 1 ％的編碼時間。H ．2 6 4 的多預測模式選擇技術提高了編碼效率和率失真性能，但也使得編碼的

3、復雜度增大。參考編碼器的全搜索算法是通過窮盡所有的預測模式，從中選擇代價函數(shù)值最小的作為最優(yōu)預測模式。本文在研究H ．2 6 4 幀問模式選擇過程的基礎上，分析了多預測模式幀間預測的復雜度，介紹了幀問模式選擇算法的研究現(xiàn)狀，并提出了一種基于全零塊分布的幀間預測模式選擇算法。算法通過宏塊中全零子塊的分布，各子塊s A D 值的大小和運動向量大小作為判據(jù)來縮小待選模式集( 包括幀內(nèi)預測模式和幀間預測模式) ，提高編碼速度。實驗數(shù)據(jù)表明，與全

4、搜索算法相比，本算法在編碼質(zhì)量接近的同時，能夠提高】．3 7 3 ～1 。9 3 1 倍的編碼速度。運動估計是占用整個編碼器運算時間最長的部分，本文在分析H ．2 6 4 運動估計原理基礎上，對運動搜索模式與視頻序列之間的關系進行研究，并提出了一種基于上下文的自適應運動搜索算法。算法通過分析序列編碼結果，根據(jù)已編碼幀的預測模式分布和序列的運動信息，對運動特性不同的宏塊選擇相應的運動搜索方案，并結合提前退出策略以及分層的搜索模式，既加快了

5、搜索速度，又保證了搜索的質(zhì)量。實驗結果表明，算法在編碼質(zhì)量接近全搜索算法的基礎上，平均搜索速度是全搜索算法的8 9 ．1 倍。與一些經(jīng)典的搜索算法相比，本文算法在速度和質(zhì)量上都要優(yōu)于傳統(tǒng)的鉆石搜索算法，新三步法，六邊形搜索算法，而且適用于不同運動特性的視頻序列。統(tǒng)計結果表明，多參考幀選擇技術提高了有暴露背景或者新增景物區(qū)域的編碼效率，但是在多數(shù)情況下，視頻編碼性能的提升不大，只有無法補償圖像區(qū)域才可能用到多參考幀預測。因此，本文提出了一