DVC分布式视频编码到H.264的转码实现

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DVC分布式视频编码算法建立在Slepian-Wolf (1973)的无损分布式编码理论和Wyner-Ziv(1976)的有损分布式编码理论的基础上,具备扎实的信息论基础,在移动终端等硬件计算能力相对薄弱的设备上应用广泛。H.264是ITU-T于2003年3月在国际上正式颁布的视频压缩编码标准。由于H.264具有比MPEG和H.263等传统视频编码算法更优异的压缩性能,因而其在数字电视广播、视频实时通信以及网络视频流媒体等多个方面得到广泛的应用。DVC分布式视频编码的基本特点是编码中舍弃掉复杂的帧间预测过程,因而其计算过程相对简单,编码耗时相对较短,对硬件环境不做太多要求,但编码压缩率相对一般;另一方面,H.264的视频编码过程大量应用帧间预测编码算法,所以计算过程复杂,编码耗时较长,对硬件要求较高,但编码压缩率更优异。基于两种视频编码算法的特点,从DVC分布式视频编码到H.264的转码能够在时间和空间两方面都得到良好的性能,因而在现实中具有极为重要的意义本文研究了DVC分布式视频编码到H.264的转码实现。首先,在背景中介绍了视频编码的发展状况、DVC分布式视频编码和H.264的发展历史、国内外对于DVC到H.264的转码研究状况以及整个转码项目的系统架构等;然后,继续对H.264视频编码算法进行详细的研究,研究范围涉及到H.264编解码基本原理、帧内预测、帧间预测以及H.264的句法和语义等,重点阐述了帧间预测涉及到的预测模式以及运动矢量等方面;接着,对DVC分布式视频编码算法的相关技术进行了详细分析,阐述了DVC所依赖的信息论基础、基于变换域和像素域的实现以及编码过程中涉及到的一些关键技术,比如边信息的解码等;随后,详细介绍了从DVC到H.264的转码项目的系统架构中各个模块的实现细节;再接着,着重演示了转码实验,从四个不同的软硬件环境中评估其转码性能,实验结果表明,本论文提供的DVC到H.264的转码实现具备良好的性能;最后,通过一个简单的回顾,对未来DVC分布式视频编码到H.264的转码工作进行了相应展望。
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