復雜度可分級的視頻編碼技術研究.pdf

1、隨著移動計算和普適計算技術的發(fā)展，視頻電話、視頻監(jiān)控、視頻會議等視頻通信應用逐漸向多平臺拓展，面臨高復雜度的視頻編碼和各種終端不同計算能力的矛盾，需要解決視頻編碼的復雜度可伸縮問題。復雜度可分級的視頻編碼(Complexity Scalable Video Coding)研究復雜度可動態(tài)調(diào)整的視頻編碼算法和框架。從學術角度看，它屬于視頻編碼優(yōu)化控制領域，需要研究視頻編碼的時空復雜度及復雜度一碼率-失真模型等基礎內(nèi)容。在應用上，本文的研究

2、將為跨平臺的實時視頻通信提供技術支撐。 本文針對高級視頻編碼技術，深入研究了運動估計和DCT的復雜度可分級算法，以及視頻編碼的復雜度-碼率-失真模型，取得了以下主要研究成果： 1.快速模式判決算法 多幀參考和多模式編碼兩項新技術導致視頻編碼復雜度迅速增加。本文綜合研究了多幀參考和多模式編碼的復雜度問題，提出了一種用于幀間編碼的快速模式判決算法。該算法在編碼過程中自適應地選擇編碼模式，避免不必要的模式搜索，可快速找

3、到最優(yōu)編碼模式。實驗結果表明：該算法能夠明顯加速多參考幀和單參考幀的模式判決過程，使用5幀參考時，與全搜索相比，編碼復雜度平均降低超過85％，而PSNR下降僅0.07dB左右。在多控制的運動估計框架中，使用該算法對編碼模式數(shù)目進行調(diào)整，可以控制運動估計的復雜度。 2.搜索中心自適應的運動估計算法 分像素精度的運動估計技術導致視頻編碼復雜度急劇增加。目前采用的快速算法均順序地進行整像素、1／2像素和l／4像素的運動估計，未

4、充分利用預測運動矢量來減少搜索點。本文依據(jù)對運動矢量殘差分布的分析，提出了一種搜索中心自適應的運動估計算法。它根據(jù)零運動矢量、預測運動矢量及與之最接近的整像素運動矢量的編碼代價來選擇運動矢量的搜索中心。實驗結果表明：該算法在運動復雜的基準測試序列中，平均約有25％的塊不必進行整像素搜索，從而大大降低了編碼復雜度。該算法可以與其他基于減少搜索點的快速運動估計算法共用，進一步降低編碼復雜度。在多控制的運動估計框架中，使用該算法對搜索中心和范

5、圍進行調(diào)整，可以控制運動估計的復雜度。 3.復雜度可分級的整數(shù)DCT算法整數(shù)DCT的計算量在實時視頻編碼中占有較高的比重。本文提出了一種亮 度、色度分量DCT系數(shù)簡化塊檢測模型及基于該模型的復雜度分級控制算法。實驗結果表明，與經(jīng)典Laplacian模型以及基于系數(shù)縮放的模型相比，基于新模型的算法將DCT復雜度降低了20％以上，而編碼性能無明顯變化；所設計的DCT復雜度分級算法可有效控制DCT的編碼復雜度。 4．復雜度受限