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H.264/AVC是目前应用前景最广泛的视频编码标准,也是目前图像通信领域最领先的视频编码标准。它不仅吸收了以往视频编码算法的优点并融会贯通,还采用了很多先进的思想和方法,大大提高了编码效率和编码质量。同时H.264/AVC广泛的应用环境也给码率控制的研究开辟了广阔的空间。
码率控制是视频编码中的一个重要问题。其研究的主要目的是解决如何控制编码参数以使产生的比特流符合各种应用需求,并且达到较高编码质量的问题。研究方法涉及调整量化阶,选择合适的编码模式和缓冲器控制等等。一个完善的码率控制方法对视频编码质量有着重要的作用。
首先讨论了H.264/AVC视频编码标准的系统组成和编码流程,着重讨论了帧内预测、帧间预测、运动估计、整数变化及量化等关键技术,然后重点分析了H.264/AVC采用的率失真优化技术,以及经典码率控制算法。对率失真与码率控制的关系进行了深入的研究,指出它们之间的冲突。
其次,重点阐述H.264/AVC中JVTG012码率控制算法的原理和过程,着重分析了并给出了算法实现的流程。接着对JVTG012方案中算法的不足之处进行修改。利用离散余弦变换(DCT)系数特性采用平均像素信息比特(APIB)的概念及其码率控制模型;然后在基本单元层根据基本单元的编码复杂度进行准确的码字分配,并利用时间相关性对APIB进行有效预测。并结合JPEG中的感兴趣区域(ROI)的特点,提出了APIB与ROI结合的自适应量化码率控制算法。
最后对本文算法进行计算机模拟和实验结果的比较。通过比较可以看到,本文提出的算法最终实验结果表明,宏块的自适应量化改进了图象的编码质量,而且使得输出的码率更加接近目标比特率。