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随着通信技术的发展,多媒体通信在各行各业中都有普遍的应用。自从H.264标准发布以来,由于其高效的压缩性能、良好的网络亲和性以及完善的编解码算法,逐渐成为通信领域研究的热点。与以往的视频编码标准一样,H.264采用基于块的运动补偿和变换的混合编码技术。但是与以往编码标准相比,它通过对一些关键技术的改进,使编码效率提高了50%。H.264不仅采用了分层的编码结构,还在以往的视频编码基础上对编码方式进行了改进,从而使得该标准具有更高的实用性。
在H.264中,已有的码率控制提案JVT-G012可以实现较好的控制,但是JVT-G012并没有考虑场景转换带来的影响。当场景转换发生后,相邻帧之间的相关性降低,导致不能有效的进行预测编码,因而造成图像质量的下降。本文针对场景转换给图像质量造成的影响,进行相应的研究和改进。主要内容如下:
首先,本文介绍了H.264框架结构和核心技术。由于这些关键技术的应用,使得该标准算法功能更强、运算精度更高,压缩效率更高。相对于以往的视频编码标准来说,是更为实用和有效的视频编码标准。
其次,本文阐述了常见的场景转换的检测方法,特别对灰度法和直方图法进行详细的分析和深入的研究。针对现有算法,提出了一种基于灰度直方图的改进算法。该算法使用双阈值对归一化的灰度直方图进行判断,来检测场景的突变和渐变。通过JM86测试平台实验,实验结果显示该算法能达到比较让人满意的查准率和查全率。
最后,在上述检测算法的基础上,针对场景转换时图像质量下降的问题,本文提出了一种基于可变长GOP的码率控制算法。该算法在场景转换发生在前一个GOP开始位置时,避免新生成的GOP相对过长。若GOP过长时,将新的GOP拆分成2个GOP,避免缓冲区溢出。在场景转换时该算法能够提高图像质量,降低场景转换给图像质量造成的影响。同时,本文还将该算法与JVT-G012算法进行比较,考察其性能,通过实验验证了在场景中有物体剧烈运动或者场景发生转换时,该算法能更好的控制码率,使得图像质量在主观和客观上得到了相应的提高,且能很好的控制了PSNR的波动。