視頻編碼中碼率控制的研究及應(yīng)用.pdf

1、視頻編碼中的碼率控制是指采用一定方法對一個(gè)視頻源進(jìn)行編碼，使得編碼比特率滿足一個(gè)目標(biāo)比特率。為了滿足帶寬約束又保證一定的質(zhì)量，一定的碼率控制措施在視頻傳輸中往往是需要的，這是因?yàn)檫^高的碼率會(huì)導(dǎo)致過大的流量，超過信道容量，從而造成數(shù)據(jù)丟失；另一方面過低的碼率不能充分利用通信帶寬，造成帶寬浪費(fèi)并導(dǎo)致不必要的視覺質(zhì)量降級(jí)。如何選擇一組合適的編碼參數(shù)使得在滿足帶寬約束的條件下使編碼質(zhì)量最優(yōu)是碼率控制的研究內(nèi)容。事實(shí)上，碼率控制問題可以歸結(jié)為一類

2、最優(yōu)化問題，尋求編碼參數(shù)的過程就是此最優(yōu)化問題的求解過程。 第一章的緒論部分，回答了為什么需要碼率控制的問題，介紹了碼率控制的一般實(shí)現(xiàn)方法和手段，同時(shí)回顧了已有的一些碼率控制方法。 第二章主要闡述本文涉及的背景知識(shí)以及本文相關(guān)算法的基本出發(fā)點(diǎn)。主要內(nèi)容包括：簡介MPEG-2壓縮標(biāo)準(zhǔn)視頻部分以及H.263標(biāo)準(zhǔn)；介紹幾種常見的信源模型；詳細(xì)討論基于MPEG-2的TM5中碼率控制算法的實(shí)現(xiàn)步驟，并對其局限性做出說明，據(jù)此提出一

3、種新的復(fù)雜度度量方法，這是本文第三章的一個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)；同時(shí)也詳細(xì)介紹了基于H.263的TMN8的碼率控制方法的數(shù)學(xué)模型以及實(shí)現(xiàn)步驟，同時(shí)根據(jù)低碼率視頻應(yīng)用的特點(diǎn)，提出一種使圖像質(zhì)量最均勻的考慮，這也是第四章的算法思想的基礎(chǔ)。 第三章是基于內(nèi)容復(fù)雜度的碼率控制方法的敘述。根據(jù)碼率的線性模型，提出一種新的宏塊內(nèi)容復(fù)雜度度量方法，以此進(jìn)行碼率控制。并將該方法應(yīng)用到MPEG-2編碼中，給出了具體算法以及與常用碼率控制方法的比較結(jié)果。

4、 第四章提出一種基于失真度集中進(jìn)行優(yōu)化的碼率控制方法。從獲得最均勻圖像質(zhì)量的思想出發(fā)，分別根據(jù)對數(shù)信源模型和線性信源模型建立了優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合視頻編碼的特點(diǎn)對此優(yōu)化問題進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)求解。最后給出了該方法在低碼率視頻編碼中的仿真結(jié)果。 第五章從條件熵的原理出發(fā)，提出一種基于時(shí)域參考意義區(qū)分宏塊重要性的方法，并以此結(jié)合當(dāng)前幀空域特性實(shí)現(xiàn)一種時(shí)域空域二維聯(lián)合考慮的碼率控制。這種方法針對編碼對象是相關(guān)序列而并非不相關(guān)的單