雙向多參考幀運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線視頻通信已經(jīng)成為無(wú)線移動(dòng)通信的重要內(nèi)容，其應(yīng)用也更加多樣化，如無(wú)線視頻廣播、無(wú)線視頻對(duì)話、無(wú)線視頻點(diǎn)播以及無(wú)線視頻監(jiān)控等。在實(shí)際中，存在不同的網(wǎng)絡(luò)和不同的用戶終端，各種情況下對(duì)視頻質(zhì)量的需求不一樣，因此，為了減少視頻編碼設(shè)備的冗余，需要利用可分級(jí)視頻編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)一次性編碼，然后根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬、不同的顯示屏幕和不同的終端解碼能力選擇需要傳輸?shù)囊曨l信息量，以實(shí)現(xiàn)視頻質(zhì)量的自適應(yīng)調(diào)整。
　　一般而言，可分

2、級(jí)視頻編碼中的運(yùn)動(dòng)信息是不分級(jí)的。然而作為視頻編碼中最重要的組成部分，運(yùn)動(dòng)信息在可分級(jí)視頻編碼中的不可分級(jí)性是不合理的，對(duì)其可分級(jí)方式進(jìn)行研究具有非常重要的意義。運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)的著眼點(diǎn)在于通過對(duì)運(yùn)動(dòng)信息帶寬以及紋理信息帶寬的合理分配來(lái)實(shí)現(xiàn)同一碼率下視頻通信質(zhì)量的最佳支持，特別在中低碼率范圍內(nèi)具有更佳的編碼效率與性能，因此更適合于無(wú)線視頻通信。運(yùn)動(dòng)信息的可分級(jí)技術(shù)已經(jīng)成為新一代視頻編碼技術(shù)的重要組成部分。
　　本文主要針對(duì)現(xiàn)有的基于

3、小波變換的可分級(jí)視頻編碼系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)的局限性，深入研究了運(yùn)動(dòng)信息以及運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)的算法和率失真特性，發(fā)展了一種完整的運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)模型，取得了以下主要成果：
　　1．實(shí)現(xiàn)了雙向多參考幀運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)。已有的運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)技術(shù)基本上是基于單向運(yùn)動(dòng)以及單參考幀的，因此其實(shí)用性受到限制，本文探討并提出了雙向多參考幀運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)模型的方案以及相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法，實(shí)驗(yàn)證明了該方案和算法能有效實(shí)現(xiàn)雙向多參考幀的運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)。

4、r>　　相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明在運(yùn)動(dòng)劇烈的情形下，雙向多參考幀運(yùn)動(dòng)估計(jì)的運(yùn)動(dòng)信息量導(dǎo)致可分級(jí)視頻碼流對(duì)低碼率的支持力度很低，通過分析可分級(jí)運(yùn)動(dòng)信息數(shù)據(jù)產(chǎn)生的特點(diǎn)，在代價(jià)函數(shù)中增加相應(yīng)的懲罰系數(shù)，很好地解決了這一問題。在運(yùn)動(dòng)估計(jì)中，運(yùn)動(dòng)估計(jì)的精度與計(jì)算復(fù)雜度是一對(duì)矛盾體，特別是基于雙向多參考幀運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，其估計(jì)精確，但計(jì)算復(fù)雜度也很高。通過改進(jìn)雙向多參考幀運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的子過程以及應(yīng)用基于勻速直線運(yùn)動(dòng)假設(shè)的反向預(yù)測(cè)，在保持運(yùn)動(dòng)估計(jì)精度的

5、基礎(chǔ)上，有效地降低了運(yùn)算復(fù)雜度。
　　2．建立了運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)下視頻編碼的率失真函數(shù)。視頻編碼系統(tǒng)的失真跟碼率具有對(duì)應(yīng)的關(guān)系，本文對(duì)可分級(jí)視頻編碼的紋理信息率失真函數(shù)以及運(yùn)動(dòng)信息率失真函數(shù)進(jìn)行了深入研究，建立了雙向雙參考幀運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)下視頻編碼的率失真函數(shù)，用于對(duì)視頻編碼的整體分析。
　　3．提出了最佳運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)級(jí)別的快速搜索算法。運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)是通過對(duì)運(yùn)動(dòng)信息帶寬以及紋理信息帶寬的合理分配來(lái)獲得最佳視頻通信質(zhì)量，因此

6、在碼流萃取時(shí)需要確定當(dāng)前最佳的運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)級(jí)別?；陔p向運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)下視頻編碼的率失真函數(shù)，本文首先對(duì)最佳運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)級(jí)別的特征進(jìn)行了證明，然后利用這些特征提出了最佳運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)級(jí)別的快速搜索算法。實(shí)驗(yàn)證明，快速算法能有效降低計(jì)算復(fù)雜度。
　　4.提出了在運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)條件下最佳運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)級(jí)別的碼率應(yīng)用范圍的確定算法，使得最佳運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)級(jí)別具有更加精確的碼率應(yīng)用范圍，為具有運(yùn)動(dòng)信息可分級(jí)的編碼系統(tǒng)在解碼端的數(shù)據(jù)萃取