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基于H.264/AVC的码率控制新技术

【摘要】: 第三代移动网络(3G)已经在我国蓬勃发展,多媒体传输则是3G网络时代的最主要内容。由于经济、技术原因,使得视频传输码率受到了网络带宽的限制。目前解决网络带宽瓶颈对多媒体视频质量的影响有两种途径:一是使用新技术,更大限度地压缩视频流;二是在现有压缩技术标准下,研究更好的码率控制策略s以获得相对较高的视频质量。本课题研究的目的在于探索在限定带宽和最新视频编解码标准(H.264/AVC)条件下,如何传输具有更高视频质量的视频流。 H.264/AVC[9]是由ISO MPEG和ITU-T VCEG两大国际组织联合开发的下一代视频编解码标准,具有前所未有的商业前景。H.264/AVC采用了很多视频编解码新技术,比如多参考帧、高精度的预测、去方块滤波及多编码模式等等。同时这些新技术也引入了新的问题:一、目前绝大多数速率控制算法[5][6][9][35][36][42][46]是针对P,B帧编码,很难直接运用于Ⅰ帧的编码,但是Ⅰ帧编码直接影响一个GOP的视频质量,原因是P帧与B帧需要依靠Ⅰ帧来做预测才能解码。如果Ⅰ帧视频质量高,将会产生很大的比特数这就可能导致后续帧出现跳帧;相反地,如果Ⅰ帧视频质量低势必降低整个视频流的质量。二、H.264/AVC采用了的基于拉格朗日的率失真最优模型,拉格朗日乘子在宏块层是一个常数。尽管这种策略取得了很好的编码效果,但是固定的拉格朗日乘子显然不是最优的策略,因为在一帧图片中不同的宏块具有不同的复杂度,所以拉格朗日乘子也应该是随宏块复杂度的变化而变化,从而才能达到更优编码效率。值得关注的是国内外现存的算法都很少关注拉格朗日乘子问题。 本研究课题主要针对上面提到的两个问题进行探索研究,改进H.264/AVC标准的现有速率控制算法,从而显著提升H.264视频码流的网络传输质量。

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