圖像-視頻編碼中預(yù)測方法的研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的日益普及、移動通信的迅猛發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及各種新興多媒體業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，圖像/視頻編碼技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今信息科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。數(shù)據(jù)壓縮是圖像/視頻編碼的一個主要目的，預(yù)測技術(shù)是較早實(shí)用于數(shù)據(jù)壓縮的一種技術(shù)，是數(shù)據(jù)壓縮三大經(jīng)典技術(shù)之一。如何進(jìn)行高效準(zhǔn)確的信號樣本預(yù)測，是當(dāng)前國際上圖像/視頻壓縮研究的一個關(guān)鍵問題。 本論文對圖像/視頻編碼中的預(yù)測方法進(jìn)行了研究，包括幀內(nèi)空間預(yù)測、幀間運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測、采用幀內(nèi)和幀間預(yù)測的靜

2、態(tài)圖像編碼和基于方向預(yù)測的提升小波變換多描述圖像編碼。主要創(chuàng)新工作如下： 1.提出減少預(yù)測模式的方向DC幀內(nèi)預(yù)測方法。本論文在分析了AVS幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)中的亮度9種預(yù)測模式基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于8×8塊的減少預(yù)測模式的方向DC預(yù)測方法。所提DC模式采用方向預(yù)測方法進(jìn)行預(yù)測，并將幀內(nèi)亮度塊預(yù)測模式由9種減少為5種，且色度塊中的4種模式中又有3種和亮度塊的預(yù)測模式相同。這種新的幀內(nèi)空間預(yù)測方法的引入，既減少了預(yù)測模式計(jì)算復(fù)雜度，又保證了圖

3、像的編碼質(zhì)量，預(yù)測方案更加簡潔、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度大大降低。 2.提出快速可伸縮環(huán)形運(yùn)動估計(jì)方法。本論文針對H.264/AVC運(yùn)動估計(jì)的特點(diǎn)及運(yùn)動向量的統(tǒng)計(jì)特性，提出一種快速可伸縮環(huán)形搜索方法。它依據(jù)相鄰塊間運(yùn)動向量相關(guān)性，判斷當(dāng)前塊的運(yùn)動劇烈程度及運(yùn)動方向，自適應(yīng)的縮放搜索環(huán)，進(jìn)行快速運(yùn)動向量搜索。該方法從減少塊匹配搜索點(diǎn)個數(shù)及運(yùn)動估計(jì)準(zhǔn)確度等方面研究了用于H.264/AVC的快速運(yùn)動估計(jì)算法，搜索效率優(yōu)于H.264/AVC現(xiàn)有UMH

4、exagonS搜索算法。 3.提出基于幀內(nèi)和幀間預(yù)測技術(shù)的兩種靜態(tài)圖像編碼方法。一種是利用幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)，采用相鄰像素預(yù)測編碼靜態(tài)圖像的方法；另一種是利用幀間預(yù)測技術(shù)，采用運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼靜態(tài)圖像的方法。前一種方法將當(dāng)前編碼塊像素按奇偶特性抽取成偶偶塊、偶奇塊、奇偶塊和奇奇塊，然后利用相鄰像素間相關(guān)性進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測編碼。該方法雖然存在隔點(diǎn)取樣造成的圖像頻譜上的高頻混迭現(xiàn)象，但為下一步利用幀間預(yù)測技術(shù)編碼靜態(tài)圖像的方法提供了新思路。幀

5、間預(yù)測技術(shù)編碼靜態(tài)圖像的方法是根據(jù)幀間預(yù)測編碼效率高于幀內(nèi)預(yù)測編碼效率的特性，將一幅圖像下采樣為四幅子圖構(gòu)成一個GOP視頻序列，利用子圖間的相似性采用幀間編碼中的運(yùn)動估計(jì)/補(bǔ)償原理，對該GOP序列進(jìn)行預(yù)測編碼，并將解碼后子圖像上采樣為一幅原始分辨率下的重構(gòu)圖像。該方法在靜態(tài)圖像編碼中利用幀間預(yù)測技術(shù)進(jìn)行編碼，與現(xiàn)有的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000相比，該技術(shù)在不失編碼性能的基礎(chǔ)上增加了圖像的錯誤恢復(fù)能力，提供了一種高效、魯棒的圖像編碼方案，推

6、動了流媒體在網(wǎng)絡(luò)上尤其是在移動設(shè)備上的應(yīng)用，并且使移動設(shè)備在只安裝一套視頻編/解碼器的條件下，具備了自適應(yīng)處理圖像和視頻的能力。 4.提出基于方向預(yù)測的提升小波變換多描述圖像編碼方法。本論文通過梅花分割方法將原圖分解為兩個描述，采用方向預(yù)測的提升小波變換技術(shù)，對兩描述進(jìn)行獨(dú)立編碼，并結(jié)合插值恢復(fù)和數(shù)據(jù)融合算法來提高邊緣和中央信道圖像質(zhì)量。該方法在傳統(tǒng)空間下采樣多描述方法上，引入方向預(yù)測的提升小波變換技術(shù)，解決了傳統(tǒng)方法無法有效去