H.263视频压缩编码算法的研究及软件编码器的实现

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多媒体通信技术应用日益广泛,诸如视频监控、可视电话、IPTV等,而在这些多媒体技术中,视频压缩编码技术是核心,视频编码器是构建多媒体系统的关键模块。 在深入学习H.263视频压缩标准基础上,对H.263的压缩原理和编码框架、所使用的算法及4个可协商选项进行了较深入的讨论和分析。为了提高编码器的效率和编码的速度,重点对决定编码器性能的离散余弦变换(DCT)、运动估计和码率控制等三个模块的算法进行了研究,最终选用Loffler算法、菱形搜索算法和改进的TMN8码率控制算法分别作为上述三个模块的快速算法。在Pentium Ⅳ/2.4G/256M PC机上,使用C语言在VC6.0环境下实现了基本的 H.263编码器,经标准序列测试,本文给出的编码器平均编码速率达到10帧/秒,且视觉感官总体良好,达到了预期的目标。 在运动估计部分,针对传统菱形搜索算法在搜索过程中由于模板的多次切换而出现重复搜索的缺点,本文提出了一种简洁高效的“位标识”方法,实验证明本文提出的改进算法,有效避免了模板切换中导致的重复搜索,减少了搜索点数,提升了搜索速度,特别是对运动剧烈的序列,速度提升更加明显。因为此方法对标识的置位与查询都是基于CPU的逻辑运算,所以判断快速准确而且通用性强。另外,在实现运动估计时,本文采用了残差块预先判零和SAD阈值门限相结合的技术,对于运动量很小的宏块,可以通过设定门限阈值,使其跳过运动搜索、DCT和量化等模块,在满足一定图像质量的前提下,减少了运算量,节省了编码时间,提高了编码效率。
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