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《大连理工大学》 2010年
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H.264编码标准中帧内预测及全零块预判算法研究

贾磊  
【摘要】: H.264是由联合视频组(Joint Video Team, JVT)开发的新一代数字视频编码标准,从它被颁布之日起,就受到人们的广泛关注。由于采用了很多新的关键技术,如新的帧内预测和整数变换方式、多参考帧等,所以它的编码性能和压缩效率较之以前的标准有大幅度提高。但与此同时也带来了复杂的编码算法和较长的编码时间,为了满足实时编码的要求,需要对H.264标准中的算法进行优化和改进,在不影响编码图像质量的情况下,提高处理速率。 本文首先概要介绍了课题的研究背景和视频标准的发展历史,对H.264的编解码框架及其采用的关键技术进行了说明。然后针对编码过程提出了两个新算法,第一个是基于图像像素方向检测的快速帧内预测算法,第二个是基于绝对误差和的全零块预判算法,有效的对H.264标准所规定的编码过程进行优化。 帧内预测作为H.264标准中的核心构成部分,是降低图像空间冗余度的重要方式。在H.264中对每个宏块要进行4种模式的亮度和色度预测,对每个4×4子块则要进行9种模式亮度预测,这消耗了大量的编码时间。本文通过对图像中像素空间相关性的分析和研究,进而计算和处理像素变化值,将亮度和色度预测模式数量分别减少到4种和2种。在软件平台上的仿真结果说明:本算法比较标准算法能节省60%以上的编码时间,同时引起的图像质量损失可以忽略。 同时,在H.264编码过程中,经过量化后会产生大量的全零块。本文根据残差块整数变换后的系数分布特性,提出了一种高效的全零块预判算法。而后联系高斯检测模型得到了新的全零块混合预判算法。新提出的算法能判断出更多数量的全零块,避免对其进行变换量化等操作,降低编码过程中算法复杂度。仿真结果显示,相比较文中所提及的其他算法,本算法的预判率最高可达到95.1%,而引起的峰值信噪比的下降值低于0.2dB。 最后,本文还对H.264中的帧内预测过程进行了基于FPGA的硬件设计仿真,对所设计的总体结构下各个子模块进行了理论分析和设计,对它们进行了功能仿真。最后以测试序列为例,给出了经过本设计编码后的重建帧与原始帧的对比图。仿真结果显示,系统级设计是正确的。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN919.81

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李怀周;H.264快速帧内预测与帧间运动估计算法的研究与优化[D];电子科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖创柏;甄丽刚;何燕超;;基于纹理的H.264/AVC帧内预测块选择快速算法[J];北京工业大学学报;2008年03期
2 苏磊,李国源,张家谋;基于帧内空间域预测的快速纹理逼近算法[J];电视技术;2004年09期
3 谢晶,贾克斌;一种基于二维直方图的H.264/AVC快速帧内预测判决算法[J];电子与信息学报;2005年07期
4 裴世保,李厚强,俞能海;一种快速的H.264/AVC帧内预测模式选择算法[J];计算机工程与应用;2005年10期
5 单博;张晔;陈浩;;H.264帧内预测的FPGA实现[J];计算机工程;2009年08期
6 周韬;张茂军;刘少华;熊志辉;;H.264/AVC中基于全零块的预测模式选择[J];计算机工程;2009年24期
7 何云壮;刘永强;李勇权;;H.264整数DCT的FPGA实现[J];微计算机信息;2007年17期
8 杜路泉;王泽勇;王黎;高晓蓉;;H.264/AVC中量化的Verilog实现[J];现代电子技术;2009年06期
9 宋彬,常义林,周宁兆;H.264整数变换零块的预先判决算法[J];西安电子科技大学学报;2005年04期
10 刘海鹰;张兆杨;沈礼权;;基于FPGA的H.264变换量化的高性能的硬件实现[J];中国图象图形学报;2006年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 许楠;H.264帧内预测算法优化策略研究[D];西安电子科技大学;2008年
2 白世军;基于H.264/AVC视频编码运动估计算法的优化[D];哈尔滨工业大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘治群;杨万挺;朱强;;几种图像增强算法的研究比较[J];合肥师范学院学报;2010年06期
2 张大明;樊晓香;刘华勇;李璐;;信息与计算科学专业“数字图像处理”课程教学探索与实践[J];合肥师范学院学报;2012年03期
3 汤自安;刘晓波;汪虽富;吕乃杰;;基于音视频矩阵的生产调度会议系统应用[J];安防科技;2009年04期
4 胡继胜;;基于小波变换的图像处理[J];安徽职业技术学院学报;2006年01期
5 顾转金;;基于DSP图像优化方案[J];安徽科技;2009年06期
6 王业琴;;计算机视觉鸭蛋重量检测方法研究[J];安徽农业科学;2011年07期
7 苏科;陈志彬;;基于BP神经网络的车牌识别系统[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
8 李强,鲍苏苏;土壤显微灰度图像三维重建的研究[J];安阳师范学院学报;2003年02期
9 吉雪芸;李毅;;基于RGB向HSB转换的色调设计系统的探讨及实现[J];保定师范专科学校学报;2007年04期
10 陈文涛;刘永贵;曹晓莉;;平列式线阵彩色CCD摄像机的色彩偏移与校正[J];半导体光电;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨洁;王朝辉;;遥感监测中变化信息提取的方法探讨[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 李奔;吉海彦;;基于图像颜色特征的玉米种子神经网络分类研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
3 赵建;;自适应平台直方图红外增强在DSP上的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
4 吴从中;黄月月;汤润森;;数字下变频技术研究与FPGA实现[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
5 殷晓敏;徐婷婷;景为平;张华;;弛豫铁电单晶光传感器噪声的处理[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 张敏;于波;张利;陈园;屠立平;张志枫;费兆馥;许家佗;;不同健康状态舌像颜色与纹理的特征分析[A];全国第十二次中医诊断学术年会论文集[C];2011年
7 屠立平;许家佗;张志枫;张利;张敏;;腻苔图像的识别方法研究[A];全国第十二次中医诊断学术年会论文集[C];2011年
8 张媛;蔡利栋;;一种去除文本图像椒盐噪声的方法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
9 李坡;宿绍莹;陈曾平;;正交数字下变频中高速FIR滤波器实现技术研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
10 曹刚;赵耀;倪蓉蓉;;一种基于振铃效应分析的图像锐化取证算法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
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1 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 付红丽;白令海冰间湖变化规律及相应的海洋过程研究[D];中国海洋大学;2010年
3 潘放;通航桥梁船撞风险分析与规避措施研究与应用[D];华南理工大学;2010年
4 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
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6 徐少平;虚拟手术仿真中软组织实时形变模型的研究[D];南昌大学;2010年
7 包健;有限精度权值神经网络优化的研究与应用[D];华东理工大学;2011年
8 刘丽丽;基于采样模型的多维矢量矩阵DCT整数变换编解码器研究[D];吉林大学;2011年
9 苑廷刚;运动视频图像多重处理技术系统在田径科研领域中的应用和创新[D];北京体育大学;2011年
10 唐懿文;计算机视频泄漏信号监测平台研究[D];华东师范大学;2011年
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1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 冷碧炎;基于FPGA的火焰温度场测试研究[D];南昌航空大学;2010年
3 徐强;基于TMS320F2812的指纹识别系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
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5 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
7 管泽鑫;基于图像的水稻病害识别方法的研究[D];浙江理工大学;2010年
8 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
9 孔文杰;基于图像处理和DSP的交通灯实时智能控制系统研究[D];郑州大学;2010年
10 陈红娟;基于Turbo码实现BMP图像的信息隐藏研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏磊,李国源,张家谋;基于帧内空间域预测的快速纹理逼近算法[J];电视技术;2004年09期
2 杨育红;徐烜;季晓勇;;快速运动估计UMHexagonS算法的探讨与改进[J];计算机工程与应用;2006年11期
3 叶文龙;袁友伟;汪世瑜;周成武;;H.264块匹配运动估计中UMHexagonS算法的优化[J];计算机工程与应用;2011年25期
4 向友君;吴宗泽;谢胜利;;基于运动方向预测的快速运动估计算法[J];计算机工程;2009年24期
5 杨春玲;王华兴;梁荣锟;;基于结构相似的H.264帧间预测改进算法[J];计算机学报;2009年08期
6 徐爱荣;周渊平;;自适应消除的高效UMHexagonS算法[J];计算机工程与应用;2011年17期
7 李秋山;马妍;;H.264帧内预测模式的快速选择算法[J];计算机工程与设计;2009年22期
8 张凡;唐作其;张正平;;基于H.264的UMHexagonS算法研究[J];通信技术;2012年01期
9 徐培华;杨育红;陈相宁;;简化UMHexagonS算法的探讨与改进[J];微处理机;2008年03期
10 罗哲;;基于快速运动估计算法UMHexagonS的改进和优化[J];现代计算机(专业版);2011年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 黄健;基于H.264帧间运动估计算法的研究[D];江西理工大学;2011年
2 曲丽君;基于H.264的视频流式传输技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
3 许楠;H.264帧内预测算法优化策略研究[D];西安电子科技大学;2008年
4 秦秀贵;H.264快速帧内预测算法研究[D];山东大学;2008年
5 刘易枫;H.264/AVC运动搜索算法与SP编码算法的研究[D];北京工业大学;2009年
6 白世军;基于H.264/AVC视频编码运动估计算法的优化[D];哈尔滨工业大学;2008年
7 崔晓磊;H.264/AVC中SVC宏块模式选择快速算法[D];西安电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 王嵩,刘济林,薛全,陈国斌;H.264/AVC中基于全零块检测的运动估计快速算法[J];电路与系统学报;2005年01期
2 谢晶,贾克斌;一种基于二维直方图的H.264/AVC快速帧内预测判决算法[J];电子与信息学报;2005年07期
3 陈皓,高明,汪青杰;用有限差分法解薛定谔方程[J];沈阳航空工业学院学报;2005年01期
4 甄文智,范九伦,谢维信;基于二维直方图的图像模糊聚类分割新方法[J];计算机工程与应用;2003年15期
5 王嵩,薛全,张颖;基于H.264/AVC整数变换的全零块检测方法[J];计算机工程与应用;2004年19期
6 沈礼权;张兆扬;刘志;张文军;;一种结合全零块检测和纹理特征的快速帧内预测模式选择算法[J];四川大学学报(工程科学版);2007年01期
7 林巍峣;方向忠;黄修超;李典;刘晓峰;;一种快速的H.264帧间模式选择算法[J];上海交通大学学报;2006年01期
8 李弼程,柳葆芳;基于二维直方图的模糊门限分割方法[J];数据采集与处理;2000年03期
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1 白然施;视频压缩中的运动估计技术的研究[D];汕头大学;2003年
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3 胡林锋;于映;;H.264/AVC解码端帧内预测的设计与实现[J];微计算机信息;2009年09期
4 奚杰;陈杰;;帧内预测在多核系统上的并行实现[J];科学技术与工程;2010年06期
5 田川;王永生;;关于H.264帧内预测模式选择快速算法的研究[J];计算机工程与应用;2006年11期
6 谢翠兰;;视频编码标准中帧内预测技术研究[J];电脑知识与技术;2008年24期
7 徐睿;王琰;张志刚;;H.264帧内快速预测算法的研究[J];沈阳理工大学学报;2010年05期
8 杨松;任永峰;;H.264中帧内预测模式选择算法的研究[J];淮阴工学院学报;2010年03期
9 姜弢;周佩海;MIN Bahadur K.C;;H.264及AVS双模视频解码器中帧内预测的硬件设计与实现[J];电子技术应用;2007年09期
10 李绍滋;苏松志;成运;孙岩;郭锋;;H.264中的运动估计和帧内预测算法研究[J];电子学报;2008年S1期
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1 陈立;王萍;;H.264中基于全零块的帧间及帧内模式选择算法[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【oral】[C];2011年
2 李敬磊;何晶;许信玉;;H.264解码器中帧内预测的硬件实现[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
3 贾克斌;李周贤;方晟;谢晶;庄新月;;一种基于宏块特征的H.264高效帧内预测算法[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
4 张晓丹;王萍;;一种基于特征的H.264的子块快速帧内预测算法[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【oral】[C];2011年
5 韩祺良;徐伯庆;;基于AVS的帧内预测技术研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
6 麦智毅;杨春玲;;基于结构相似度的H.264帧内预测快速算法[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
7 胡林锋;于映;;H.264/AVC解码端帧内预测器的硬件设计与实现[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
8 蒋建国;郭艳蓉;齐美彬;詹曙;;H.264帧内预测模式快速决策算法[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2008年
9 陶阳;刘志明;彭宇行;柯水洲;;一种H.264的帧内预测模式选择算法(英文)[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第15届中国多媒体学术会议(NCMT'06)论文集[C];2006年
10 赵胜;王德君;王青鹏;杨波;;一种高速高保真H.264编码器的设计[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
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1 记者 苏亚丽 通讯员 吕夫建 实习生 李创举;贾汪3.4万亩土地集零为整[N];徐州日报;2009年
2 詹俏俏 陈国军;国际顶级芯片商牵手我国企业[N];中国质量报;2005年
3 清水;如何杜绝存储混乱?[N];计算机世界;2011年
4 金力;让精彩进行到底[N];中国电脑教育报;2004年
5 周芳 刘浏;国产高清碟机百万台飘洋过海[N];科技日报;2004年
6 本报记者 李志国;视频走出会议室[N];中国计算机报;2004年
7 北京传视数码科技有限公司;IPVT市场H.264标准异军突起[N];通信产业报;2005年
8 Eliot 徐福;红光枝繁叶茂[N];中国电脑教育报;2004年
9 王敏华;关于H.264的六个问题[N];计算机世界;2009年
10 ;科达视讯业绩突出在海外成功上市[N];人民邮电;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩从道;基于H.264的视频快速压缩技术研究[D];浙江大学;2011年
2 周娅;H.264解码系统设计与关键算法研究[D];华中科技大学;2011年
3 吴斌;H.264解码关键算法的VLSI实现研究[D];吉林大学;2008年
4 崔子冠;基于率失真模型的H.264码率控制技术研究[D];南京邮电大学;2012年
5 彭聪;多模数字视频解码SOC芯片设计及研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
6 周宏;多级联实时流媒体系统关键技术研究[D];华中科技大学;2009年
7 吴云;新一代视频编码标准关键算法的研究与优化[D];贵州大学;2009年
8 杨金;H.264可伸缩视频编码码率控制算法研究及其应用[D];电子科技大学;2011年
9 王建鹏;高效视频编码理论与算法研究[D];浙江大学;2010年
10 李海燕;基于流体系结构的H.264视频压缩编码关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贾磊;H.264编码标准中帧内预测及全零块预判算法研究[D];大连理工大学;2010年
2 王卓凌;H.264视频编码标准中模式选择和快速搜索算法研究[D];西南交通大学;2006年
3 胡少华;基于DSP的H.264编码器的实现与改进[D];南昌航空大学;2010年
4 林熙;基于IP网络的数字视频监控系统关键技术的研究与应用[D];武汉理工大学;2006年
5 秦秀贵;H.264快速帧内预测算法研究[D];山东大学;2008年
6 魏卓;基于H.264/AVC编码的错误隐藏技术研究[D];华中科技大学;2007年
7 武敬;H.264帧内预测和帧间预测的研究[D];西安电子科技大学;2008年
8 李庚谦;H.264快速帧内预测算法研究[D];西安电子科技大学;2007年
9 张清喜;适于网络摄像终端的图像编解码算法的研究与实现[D];哈尔滨理工大学;2009年
10 李宁;H.264帧内预测优化与帧内方向预测的研究[D];大连交通大学;2008年
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