快速视频转码的关键技术研究

来源 :中国科学院研究生院(计算技术研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:mmghb
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随着多媒体网络技术的飞速发展和多媒体终端的普及,用户随时随地存取任意多媒体的需求越来越迫切。对于这种异构环境,多媒体应用需要为用户提供通用多媒体存取服务。视频转码技术可以动态处理压缩码流,将一种格式的压缩码流转换为另一种格式的码流,是有效提供通用多媒体存取服务的手段。本文针对快速视频转码技术中的一些重要问题展开研究,主要贡献如下。 1、运动矢量修正技术:码率调整型转码算法可以屏蔽网络的异构性,但导致参考帧数据发生变化,需要重新进行运动估计。首先,分析了码率调整型转码算法中存在的若干错误漂移问题:运动估计带来的错误漂移:相对于压缩域转码器,像素域转码器的错误漂移。在此基础上,提出基于码率调整范围的运动矢量修正算法,运动矢量的修正范围同码率调整的范围有关,根据码率变化范围,设定运动矢量修正范围,既降低了计算复杂度,同时也避免了由于“过度”匹配导致的视频质量降低。实验结果证明基于码率调整范围的运动矢量修正算法是有效的。 2、跳帧转码的运动矢量合成算法:跳帧转码是指转码器对部分输入编码帧没有输出,其目的是保证输出码流符合信道或者客户端的低帧率要求,屏蔽网络和终端的异构性。由于时域预测技术,跳帧使参考帧失效,转码器必须重新计算运动矢量。虽然前向主导运动矢量选择算法可以优化运动矢量,提高视频质量,但是前向主导运动矢量选择算法导致运动矢量越界问题和主导帧内块问题。分析了这两类问题对各种复杂度视频的影响,提出帧内刷新结构的前向主导运动矢量选择算法,采用帧内刷新技术,有效解决运动矢量越界问题和主导帧内块问题,降低了跳帧转码的计算复杂度,提高了视频质量。实验结果证明帧内刷新结构的前向主导运动矢量选择算法是有效的。 3、压缩域快速转码算法:视频转码系统需要在计算复杂度和视频质量之间进行折衷。压缩域转码的计算复杂度比像素域转码的计算复杂度小,是快速视频转码的关键技术之一。分析了压缩域转码相关技术,包括压缩域转码结构和相关算法,研究了整像素块提取算法和半像素块提取算法。提出压缩域快速转码算法,其关键技术是半像素块提取算法。对运动矢量为半像素的编码块,集成压缩域块提取算法和插值算法,极大的降低了压缩域转码的计算复杂度,同时由于算法降低了离散余弦变换的次数,也保持了视频质量。另外,本文提出基于n点线性插值的压缩域转码滤波算法,用统一的形式化语言描述整像素块提取算法和半像素块提取算法,为压缩域转码技术的进一步发展提供形式化描述。
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