随着现代通信技术的发展,人们对通信的需求已经由最初的单一语音需求转变为对多媒体的通信需求,以传送语音、数据、视频为一体的通信业务成为通信领域发展的热点,视频压缩编码技术也日益成为通信领域中倍受关注的问题。 视频压缩处理技术一方面要求图像更清晰,另一方面又要求图像压缩比更高,这对压缩算法以及图像质量评价方法都提出了较高的要求。图像质量评价方法对于编码系统的设计及优化都具有非常重要的作用。目前的视频压缩编码算法采用的视频评价标准都是在均方误差最优的条件下设计的,而均方误差并不能很好地符合人眼视觉特性。 结构相似度(SSIM:Structural Similarity)是最新的视频质量评价方法,它具有计算相对简单且比均方误差能更好的与人眼视觉特性相吻合的特点。本文将该质量评价方法引入到最新的视频压缩标准H.264之中进行研究,主要工作如下： 1.将SSIM应用到H.264的运动估计和帧间模式选择中,作为视频质量评价方法,由此提出了基于结构相似的帧问编码改进算法(IPBSS)。实验表明采用SSIM作为运动估计和模式选择中的匹配准则,在保证编码质量不变的前提下,压缩比提高15％左右,但是编码时间会显著上升,这是因为SSIM的计算量稍大于SAD和SSD的计算量。 2.在IPBSS算法的基础上,根据SSIM的特性,提出了基于结构相似的率失真优化算法(RDOBSS),该算法通过在运动估计过程使用和预测模式相关的率失真优化参数,使全搜索编码时间下降30％左右,并且压缩比平均提升约10％。 3.基于以上研究和SSIM的特性,又提出了基于SSIM的提前终止全搜索快速算法(FMEBSS),该算法通过在运动估计中使用提前终止算法使全搜索复杂度平均下降50％左右,压缩比平均提升约9％。 理论分析和实验结果证明,本文提出的基于结构相似运动估计和模式选择算法,利用了SSIM更加符合人眼视觉系统的特性,在保持视觉质量前提下有效提高了压缩比,所提出的快速算法有效节约了编码时间。