H.264畫面內及畫面間轉換編碼之研究

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姓名

吳建達(Chien-Da Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

H.264畫面內及畫面間轉換編碼之研究
(Study of H.264 Intra and Inter Frame Transcoding)

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摘要(中)

不同網路環境下的傳輸頻寬能力皆不相同，伺服端透過有線或無線網路以即時的方式傳輸視訊串流至電腦或手機…等用戶端時，如何使視訊串流滿足各種頻寬要求是一大課題，本篇論文以轉換編碼(transcoding)的方式將原以較高位元率壓縮之H.264視訊串流轉換編碼成為較低位元率壓縮的H.264視訊串流，使其能適應當下的網路頻寬要求並有效的利用頻寬，進而讓用戶端可順暢的播放視訊影片並獲得較佳的畫面品質。而在H.264中加入很多了高複雜度的預測和壓縮技術，使其可以提供比以往的視訊壓縮標準更佳的壓縮效能，但同時也因此讓H.264編碼端複雜度過高，若要將之運用於即時之轉換編碼系統是有難度的，本篇論文即是針對H.264轉換編碼，探討如何在降低位元速率之應用下以最快的速度進行轉換編碼，並提出了快速畫面內預測轉換編碼演算法及快速畫面間預測轉換編碼演算法，實驗結果顯示本篇論文所提出之兩種轉換編碼演算法，能在維持一定的畫面品質效能下，有效的加速轉換編碼時間。

摘要(英)

Through wired or wireless network, the server transmits real-time video bit-stream to the client device, such as computer and cellular phone. To efficiently transmit video bit-stream would be difficult since the bandwidth varies in different network environment. In this thesis, we will increase the compression ratio of the H.264 transcoder to reduce bit-rate, and thence to achieve efficiency in video bit-stream transmission and improve bandwidth utilization. In this way, the client can play video smoothly and get a better image quality. H.264 supports many advanced compression techniques that can achieve better coding performance than the previous standards. However, the compression techniques require high computational complexity, which would be difficult to achieve real time implementation. In this thesis, we will explore how to perform H.264 bit-rate reduction transcoding as fast as possible and propose fast intra and inter frame prediction transcoding algorithms. The experimental results show that our propose transcoding algorithms can maintain the coding performance and speed up transcoding process simultaneously.

關鍵字(中)

★ H.264視訊轉換編碼
★ 降低位元率
★ 重新量化
★ 模式改良
★ 移動估測
★ H.264視訊壓縮標準

關鍵字(英)

★ bit-rate reduction
★ requantization
★ mode refinement
★ motion estimation
★ video transcoding
★ H.264

論文目次

第一章緒論
1.1 H.264視訊壓縮標準簡介 1
1.2 動機與目的 2
1.3 論文架構 3
第二章 H.264基本原理及視訊轉換編碼器介紹
2.1 H.264基本原理介紹 4
2.1.1畫面內(intra)預測模式 5
2.1.2畫面間(inter)預測模式 8
a. 可變區塊大小的移動估測 12
b. 多幅參考畫面(multi-reference frame)的移動估測 13
c. 非整數點的移動估測 13
2.2 視訊轉換編碼器(video transcoder)簡介 14
2.2.1 像素域轉換編碼器 15
2.2.2 轉換域轉換編碼器 16
第三章快速畫面內(intra frame)預測轉換編碼演算法研究
3.1 畫面內預測轉換編碼資訊擷取 18
3.2 基於方向性之畫面內預測模式改良演算法 23
3.2.1 模式改良演算法統計分析 23
3.2.2 模式改良演算法流程 28
3.2.3 模式改良演算法效能 28
3.3 加強型快速畫面內預測演算法 30
3.3.1 低頻交流值(AClow)畫面內預測演算法 31
3.3.2 基於絕對誤差轉換和(SATD based)畫面內預測演算法 35
3.3.3加強型快速畫面內預測演算法之綜合效能分析與比較 39
3.4 結論 44
第四章快速畫面間(inter frame)預測轉換編碼演算法研究
4.1 畫面間預測轉換編碼資訊擷取 46
4.2 針對畫面間模式(intermode)預測加速演算法探討 50
4.2.1 基於零區塊(zero block)之畫面間區塊模式決策法 51
a. 基於零區塊之畫面間區塊模式決策法統計分析 55
b. 基於零區塊之畫面間區塊模式決策法流程 57
c. 基於零區塊之畫面間區塊模式決策法效能 58
4.2.2 快速多幅參考畫面選擇演算法 60
a. 快速多幅參考畫面選擇演算法統計分析 60
b. 快速多幅參考畫面選擇演算法流程 62
c. 快速多幅參考畫面選擇演算法效能 63
4.2.3 可變搜尋視窗(adaptive search window)演算法 65
a. 可變搜尋視窗演算法統計分析 67
b. 可變搜尋視窗演算法流程 73
c. 可變搜尋視窗演算法效能 75
4.3 針對畫面內模式(intramode)預測加速演算法探討 76
4.3.1 基於零區塊之畫面內模式決策法 77
4.3.2 加強型快速畫面內預測演算法之應用 79
4.3.3 畫面內模式預測加速演算法效能比較 81
4.4 綜合效能分析與比較 82
4.5 結論 87
第五章結論與未來展望 89
參考文獻 90

參考文獻

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【16】Joint Video Team software JM12.2
http://iphome.hhi.de/suehring/tml/download/

指導教授

林銀議(Yin-Yi Lin)

審核日期

2008-7-11

推文