視頻編碼量化預(yù)測(cè)及多模塊的關(guān)聯(lián)性度量.pdf

1、視頻編碼就是將原數(shù)字視頻信號(hào)量化到較小取值范圍的過(guò)程,同時(shí)保證解壓縮之后可以正常恢復(fù)視覺(jué)效果。預(yù)測(cè)一個(gè)合適的量化參數(shù)可以權(quán)衡視頻質(zhì)量和編碼復(fù)雜度的同時(shí)又減少視冗余,縮減編碼長(zhǎng)度,是碼率控制算法中關(guān)鍵的技術(shù)之一。在多種碼率控制方案中,目前運(yùn)用最廣的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC的碼率控制算法將視頻量化的流程模型化,根據(jù)序列幀的實(shí)際值動(dòng)態(tài)地調(diào)整量化值,在編碼長(zhǎng)度和圖像精度之間折衷,達(dá)到整體最佳效果。
　　但是碼率控制方案并不能十分精確

2、地控制運(yùn)動(dòng)劇烈或場(chǎng)景切換的序列,同時(shí)對(duì)帶寬的波動(dòng)過(guò)于敏感。因此本文首先對(duì)碼率控制中量化參數(shù)的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了研究,結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)對(duì)原有模型進(jìn)行了改進(jìn)。該方法建立了一個(gè)三層的BP網(wǎng)絡(luò),取當(dāng)前幀的目標(biāo)比特、當(dāng)前幀的MAD和前一幀編碼的QP和實(shí)際比特?cái)?shù)作為輸入,通過(guò)訓(xùn)練得到預(yù)測(cè)模型,直接動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)量化參數(shù)對(duì)編碼幀進(jìn)行量化。實(shí)驗(yàn)證明,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力和魯棒性,本文方案在保證碼率精確度的同時(shí)減少了PSNR的波動(dòng),得到更平穩(wěn)的視頻質(zhì)量。

3、r>　　在對(duì)傳統(tǒng)的碼率控制算法進(jìn)行改進(jìn)后,本文針對(duì)模塊之間存在復(fù)雜關(guān)聯(lián),模塊算法改變對(duì)整體編碼多目標(biāo)參數(shù)性能的影響并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系,其部分編碼性能被耦合的現(xiàn)象,致力于視頻編碼中多模塊的關(guān)聯(lián)性度量。
　　由于目前并沒(méi)有資料對(duì)多模塊的算法設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查研究,本文嘗試對(duì)模塊間的關(guān)聯(lián)性度量進(jìn)行了初步探索。將視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中的未規(guī)定具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的用戶可定制算法,根據(jù)其在編碼流程的功能并結(jié)合傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中的定義,歸納為視頻預(yù)分析、碼率控制、

4、運(yùn)動(dòng)估計(jì)、模式選擇這四個(gè)模塊,并給出了相關(guān)性因子的定量測(cè)試方法。實(shí)驗(yàn)以x264為平臺(tái),并給出了結(jié)果,驗(yàn)證了本文提出的方法和理念,這對(duì)多模塊聯(lián)合算法優(yōu)化有意義重大。
　　為了盡可能提高視頻編碼的率失真性能,同時(shí)權(quán)衡編碼復(fù)雜度,需要協(xié)調(diào)這些待定模塊間的參數(shù)設(shè)置。因此本文又根據(jù)關(guān)聯(lián)性度量結(jié)果,利用文中得到的兩個(gè)影響因子特性對(duì)編碼優(yōu)化方法進(jìn)行了改進(jìn)。通過(guò)改進(jìn)后的視頻編碼參數(shù)優(yōu)化配置方案,最終性能可以接近所有模塊均優(yōu)化后的全局最優(yōu)狀態(tài),同時(shí)