视频编码中图像质量评价方法的研究

1、东南大学硕士学位论文视频编码中图像质量评价方法的研究姓名：连元冠申请学位级别：硕士专业：光学工程指导教师：尹涵春20070321视频编码中图像质量评价方法的研究作者：连元冠学位授予单位：东南大学相似文献(10条)1.学位论文刘敏面向移动的视频编码标准AVS-M关键算法研究2007多媒体通信将是新一代通信系统的典型业务和显著特征，而视频编码技术是多媒体技术的基础和核心。AVS-M标准是中国最近自主制定的数字音视频编码编码系列标准(AVS)中的第七部分：移动视频编码标准，可广泛应用于交互存储媒体、宽带视频业务、多媒体邮件、远程视频监控、视频会议、可视电话等多个领域，是我国面向下一代移动通信的视频编码标准。AVS-M标准仍基于以前视频编码标准的运动补偿混合编码方案，为了实现更高的编码效率，AVS-M标准采用了许多新的编码技术，如新型帧内预测、多尺寸编码块模式、多参考帧预测、1/4像素精度运动矢量、整数变换量化、去方块效应滤波器等。这些新特征使AVS-M标准能够提供与最新的国际视频编码标准H-264/AVC相当的编码效率，另一方面，这些新技术的采用极大地增加了AVS-M编解码器的计算复杂度，。

2、因此实时编解码器的实现面临巨大的挑战，需要寻找高效的优化算法，以减少巨大的计算量。本文从实时视频应用的角度，对AVS-M编码过程中的帧内预测、帧间预测、运动估计、变换量化等方面进行了研究。具体研究内容包括：1、针对帧内预测编码的复杂性，本文提出一种基于方向信息和时空相关性的帧内预测模式选择快速算法。该算法利用当前宏块内的边缘方向信息和帧内预测模式的时间、空间相关性，以率失真优化(RDO)为判决依据，快速进行帧内模式选择。2、针对帧间编码模式的复杂性，本文提出一种快速模式选择算法。该算法基于对最佳模式选择结果的统计分析，将全部编码模式进行分类，对SKIP模式采用提前终止判决，而对其他模式通过判别宏块的一致性和比较宏块的空时相关性逐类型比较，可有效减少待选择的模式数量。3、针对AVS-M编码器中计算量最大的运动估计模块，本文从整数像素运动矢量搜索和分数像素运动矢量搜索两个方面分别进行了讨论和改进。整数像素运动矢量搜索过程中，提出了一种基于起点预测和早停止的自适应快速运动估计算法，该算法通过统计和分析当前块的相关矢量，预测运动估计的初始搜索起点，结合有效的搜索路径和中止准则，可以有效的实现整。

3、数像素最优运动矢量搜索过程中速度与效果的折中。针对AVS-M分数像素运动矢量搜索的复杂性，提出了一种基于预测的快速分数像素运动矢量搜索算法代替全搜索算法，大幅度地减少了搜索点数量和达到较好的匹配效果。4、全零块检测是面向低比特率的视频编码器常用优化方法之一，根据AVS-M视频编码标准整数变换的新特点，对其中的全零块检测阈值进行了推导，提出一种基于全零块检测的运动搜索提前终止准则。针对AVS-M的多编码模式，进一步将全零块检测用于AVS-M中多种编码模式的选择，在保持AVS-M编码器编码性能的同时，显著提高了编码器的编码速度。本文在最后一章对全文进行了总结，并且对今后进一步的研究方向进行了展望。2.期刊论文曹雨.吴云.赵勇.CAOYu.WUYun.ZHAOYongAVS标准中的视频编码关键技术研究-微计算机应用2009,30(1)AVS是中国自主制定的数字音视频编码系列标准,主要研究了AVS-P2和AVS-P7中的关键技术,并与国际上最新视频压缩标准H.264/AVC中的关键技术进行对比分析.最后介绍了AVS工作组的最新进展,分析了AVS的产业化现状和应用前景.3.学位论文王岩基于AVS。

4、-M的帧内预测算法研究及程序优化2008随着我国3G技术的发展，多媒体通信将成为新一代通信系统的显著特征和主要业务，而视频编码技术是多媒体技术的基础和核心。AVS-M标准是中国自主制定的数字音视频编码系列标准(AVS)中的第七部分：移动视频编码标准。可广泛应用于交互存储媒体、宽带视频业务、多媒体邮件、远程视频监控、视频会议、可视电话等多个领域，是我国面向下一代移动通信的视频编码标准。AVS-M标准仍基于以前视频编码标准的运动补偿混合编码方案，有效提高了编码效率。本文首先分析AVS-M标准的技术特点，如新型帧内预测、多尺寸编码块模式、多参考帧预测、1/4像素精度运动矢量、整数变换量化、去方块效应滤波器等。AVS标准工作组提供的AVS-M参考编码器软件虽然编码质量高，易读性好，但复杂度高、代码运行效率较低。本文从实时的角度对编码器进行了优化。重点分析了AVS-M标准帧内预测编码的基本原理。AVS-M采用空域上9种模式预测和拉格朗日率失真优化(RDO)模型来进行帧内预测模式选择，算法复杂度很高。本文对其中计算量较大的预测模式选择部分进行了深入研究，通过实验分析提出了两种针对帧内预测的改进算法。

5、。一种通过分析和验证视频图像的空间相关性和时间相关性，利用自然图像固有的边缘方向信息，针对帧内预测9种亮度模式提出了快速模式选择算法。以RDO为判决依据，使用经验阈值自适应的停止全搜索过程，快速进行帧内模式选择。实验结果表明，本算法可有效降低运算复杂度，提高编码效率而PSNR和输出码率均无明显变化。另一种是基于前向和后向的双向选择算法。传统的单方向预测方法导致了相同方向上的样本点被赋以相同的预测值，然而在视频图像中一个样本点与它相邻点的亮度值通常都是不同的。此外，一个样本点与其相邻环绕样本点的中值很接近，双向预测的结果通常比单向预测要好。所以本文结合加拿大学者Teng提出的双向预测思想，把4×4块分成三个区域分别编码。实验证明，本算法有效的提高了预测准确度，减少了变换量化系数。除去对算法的研究之外，本文还对AVS-M参考模型从代码结构上进行优化。通过分析，指出了优化的方向和途径，优化后速度得到显著提高。详细介绍了多媒体指令集，有效地运用MMX/SSE/SSE2技术在PC上对AVS-M编码器中的运算密集度大的模块进行优化，并对优化过程和关键技术做出说明。本文在最后一章对全文进行了总结，并。

6、且对今后进一步的研究方向进行了展望。4.期刊论文王明伟.WANGMing-weiAVS中的音视频编码压缩技术-电视技术2006,(6)介绍了音视频编码标准AVS中的主要技术特点,对AVS标准所采用的主要技术进行了综述,给出了AVS视频标准与MPEG-4AVC/H.264编码器性能的比较和分析,讨论了AVS的发展前景.5.学位论文张承业AVS-M视频编码的研究与优化2007视频压缩标准是为了适应视频信号信息量大，占用带宽高的特点而逐渐发展起来的。国际上不同组织针对不同应用制定了如ISO/IEC的MPEG系列、ITU-T的H.26L系列和JVT的H.264/AVC等标准。AVS(AudioVideoCodingStandard)工作组于2002年由信息产业部牵头成立，目的是建立中国自主的用于压缩、存储和数字版权管理的音视频及多媒体应用系统。AVS工作组在2004年发布了AVS-M(AVSforMobile)视频编码标准，作为AVS标准的第七部分(因此也被称为.AVS1-P7)，这个标准主要是面向低码率的移动多媒体通信而制定的。本文的研究内容就是针对AVS-M视频编码器的研究与优化。本文首先。

7、介绍视频信息在压缩过程中去除空间冗余、时间冗余和统计冗余的原理，重点在于分析视频压缩原理在AVS-M中的应用。在AVS-M标准中利用整型余弦变换和多方向空间预测来消除空间冗余，并利用量化技术进一步去除不重要的信息；利用基于块的运动估计和运动补偿来消除空间冗余；利用可变长编码消除统计冗余。然后本文对AVS-M视频编码器的性能和复杂度进行了分析，得到AVS-M编码器的性能瓶颈和热点(Hotspot)：帧间预测模块和变换量化反变换量化模块，并据此确定了优化方案。在优化过程中，首先针对帧间预测中运动搜索与估计占用编码时间最多的特点，对视频编码中运动估计的原理与现有算法做了深入的分析，在此基础之上，本文提出了一种新的适用于AVS-M帧间预测的快速运动搜索算法；然后根据视频处理中对大量小数据进行重复操作的特点，本文利用Intel的SSE2扩展指令集对编码器的瓶颈进行优化。实验结果表明，优化取得很好的效果，整个编码器的速度有了很大的提高。在文章的最后对本文的工作与成果做了总结，并对下一步的工作做了计划与展望。6.期刊论文张博.黄庆明.高文.ZHANGBo.HUANGQing-ming.GAOWen基。

8、于集群服务器的AVS视频编码并行化实现方法-哈尔滨工业大学学报2007,39(1)首先探讨AVS视频编码的可并行性,然后给出一种基于集群服务器的AVS并行编码器设计和实现方法.该方法通过消息循环调度和在图像序列一级上的粗粒度数据划分,有效地降低了通讯代价,极大地提高了系统的并行度.实验结果表明:该系统在16节点(32个CPU)集群服务器上的加速比最高可达30.7.学位论文田晓华AVS视频编码中整数变换与熵编码研究2004本文主要研究我国正在制定的国家音视频编码标准AVS中的视频编码技术.在介绍了视频编码的基本理论和国际上两大系列视频标准的发展历程和技术特点后,本文详细论述了AVS视频标准的码流结构、解码过程和几项关键技术.在此基础上,本文对AVS视频的变换量化和熵编码技术作了重点研究,包括:提出一种结合能量集中率和去相关效率的变换基变换性能评价方法,同时考虑计算复杂度,在理论上选出了几组性能较好的8x8整数变换基,通过视频序列测试验证了该理论评价方法的正确性;提出了一类变换基的快速变换设计方法,降低块变换的计算复杂度,得到变换基(4,5,3,1)在所有性能较好的变换基中的计算复杂度最低。

9、.针对AVS最新版本量化模块中存在的变换非正交问题和高码率段的率失真曲线异常波动问题提出了相应的解决方案,使编码器的整体性能有一定提高;提出了一种结合QP分段机制和基于LEVEL跳转门限动态选择VLC编码子表的熵编码器设计方案,该方案在低码率QP段中的性能明显优于AVS_VLC,平均有0.3211dB的性能增益,并且在全QP段的性能较AVS_VLC有0.1453dB的增益,对AVS熵编码在低码率应用中的性能有明显改进;较大简化变换块系数熵编码中逃逸事件编码过程,减少一张查找表,减少存储空间开销,降低计算复杂度.因此,从整体上说,本文对AVS视频编码的变换量化和熵编码技术作出了进一步的改进.8.学位论文陈斌新一代视频编码标准H.264/AVS关键技术研究2005JVT/H.264（MPEG-4part10）是ITU-TVCEG组织和ISO/IECMPEG组织共同制定的新一代视频编码标准，是目前图像通信研究领域的热点问题之一。H.264不但编码性能优越，而且综合考虑了编码效率和网络传输，应用领域广泛，因此对于它的研究和实现具有相当重要的意义。H.264编码效率的提高是多项新技术共同作用的结。

10、果，它们包括帧内预测，整数变换，不同的预测块大小，多个参考帧，更精细的预测精度，自适应算术编码，去块效应滤波以及基于率失真优化的模式选择算法等。AVS(AudioVideoCodingStandard)是目前我国正在制定的具有自主知识产权的音视频编码技术标准，它的编码效率与H.264相当，其优势为：性能高、复杂度低、实现成本低、专利授权费用低。本文对H.264和AVS中的核心技术进行了深入分析，并针对AVS标准面向无线通信的要求提出了几种改进策略，试验证明提高了系统整体编码性能和抗误码性。论文主要分为四部分：（一）介绍了H.264和AVS中的关键技术点并进行了比较分析，指出了H.264和AVS编码性能的显著提高是多种新技术共同作用的结果；（二）对H.264和AVS两种标准的帧内预测方法进行了深入分析，提出了一种新的Intra色度预测方法，试验证明可以明显提高系统的编码性能；（三）针对无线通信的特点对AVS标准中的CBP映射表进行了重新排序，试验证明可提高系统的编码性能并使其更符合无线通信的要求；（四）深入分析了差错恢复和掩盖的各种方法，提出了一种新的FBO差错掩盖算法，试验证明可明显地提。