基于H.264 AVC碼率控制算法的研究

電子通信論文編號(hào):TX185  論文字?jǐn)?shù):11990,頁數(shù):27

目    錄
第一章  引    言 1
1.1 研究背景 1
1.2  研究現(xiàn)狀 1
1.3  本文研究?jī)?nèi)容及本文結(jié)構(gòu) 1
1.3.1 研究?jī)?nèi)容 1
1.3.2  本文的組織結(jié)構(gòu) 2
第二章   H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn) 2
2.1 多模式的幀內(nèi)預(yù)測(cè) 3
2.1.1 4*4亮度預(yù)測(cè)模式 3
2.1.2 16*16亮度預(yù)測(cè)模式 4
2.1.3  8*8色度塊預(yù)測(cè)模式 5
2.2 幀間預(yù)測(cè) 5
2.2.1 更高精度的宏塊分割 5
2.2.2 亞像素的使用 5
2.2.3 多參考幀的使用 6
2.3 4*4 整數(shù)變換與量化 6
第三章   經(jīng)典碼率控制技術(shù) 8
3.1 調(diào)整編碼參數(shù)的速率控制 8
3.2 可變量化步長(zhǎng)的速率控制 8
3.2.1 基于緩存器的流量控制 9
3.2.2  前饋速率控制 9
3.3 ROI編碼的速率控制 9
3.4分優(yōu)先級(jí)信息丟失的速率控制 10
3.5 使用內(nèi)部反饋環(huán)的速率控制 10
3.6 降低分辨率的速率控制 10
3.7 多層編碼的速率控制 11
3.8 精細(xì)顆粒伸縮性技術(shù)（FGS） 11
第四章   H.264/AVC碼率控制技術(shù)及其改進(jìn) 11
4.1  JM10.1碼率控制算法 11
4.1.1 GOP層碼率控制 11
4.1.2 幀層碼率控制 12
4.1.3 基本單元層碼率控制 15
4.2 JM10.1幀層碼率控制算法的改進(jìn) 18
4.2.1  相對(duì)MAD 18
4.2.2  算法改進(jìn) 18
4.2.3  仿真結(jié)果 19
主要參考文獻(xiàn) 21
致    謝 22

摘    要
為了在充分利用網(wǎng)絡(luò)資源保證最優(yōu)視覺質(zhì)量的同時(shí)盡可能避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，需要在壓縮視頻傳輸系統(tǒng)中引入碼率控制機(jī)制，以獲得在質(zhì)量和帶寬利用上的最佳均衡。本文首先介紹了碼率控制的重要性，H.264/AVC視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)及常用的碼率控制機(jī)制，緊接著著重探討了JM10.1碼率控制算法，分析了其結(jié)構(gòu)層次，給出了算法流程圖，并針對(duì)其幀層碼率控制算法在分配比特?cái)?shù)方面的欠缺，引入相對(duì)MAD這一概念，實(shí)現(xiàn)一種考慮當(dāng)前圖像相對(duì)復(fù)雜度的碼率控制算法：對(duì)圖像復(fù)雜度比較高的幀，減小其量化參數(shù)，提高其圖像質(zhì)量；對(duì)圖像復(fù)雜度比較低的幀，增大其量化參數(shù)，使得圖像質(zhì)量不會(huì)過高，同時(shí)節(jié)約比特?cái)?shù)，力求使一個(gè)圖像組內(nèi)的圖像質(zhì)量穩(wěn)定。最后用VC代碼表示改進(jìn)算法，并在JM10.1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)該算法。仿真結(jié)果表明這種算法使得輸出圖像PSNR有略微提高。該算法有待于進(jìn)一步研究。

關(guān)鍵詞：H.264/AVC；碼率控制；圖像復(fù)雜度；相對(duì)MAD
  
 Research Based on H.264/AVC Rate Control Algorithm

Abstract
In order to take full advantage of network resources, ensure optimum visual quality and try to avoid network congestion, rate control mechanism is paid more attention in compressed video transmission systems to make balance the bandwidth and quality. Firstly the reason of using Rate Control is introduced. In addition, H.264/AVC video compression standard and common rate control mechanism are involved. Then JM10.1 rate control algorithm is investigated, the structural levels of the algorithm is analyzed and its flow chart is given. What’s more, aiming at the shortcoming of frame layer rate control on its bits allocation, an improved frame layer rate control algorithm is introduced considering the relative complexity of the current picture: the frames of higher complexity are quantized with smaller parameter to improve image quality, while the frames of lower relative complexity are quantized with bigger parameter to save bits, which is done striving to make a group of pictures with stable image quality. Finally the improved algorithm is said with VC code, and performed on JM10.1 experimental platform. The simulation shows that the introduced algorithm makes the output image PSNR a slight increase. The  improved algorithm needs further study.

Keywords: H.264/AVC; rate control; picture complexity; relative MAD