基于內(nèi)容的高效幀內(nèi)編碼技術(shù)研究.pdf

1、可獨(dú)立解碼的視頻幀內(nèi)編碼幀（Ⅰ幀）具有作為隨機(jī)訪問(wèn)點(diǎn)、防止錯(cuò)誤傳播等重要功能，因而在視頻應(yīng)用中扮演著至關(guān)重要的角色，現(xiàn)今一些高質(zhì)量視頻應(yīng)用例如數(shù)字電影中也有直接使用全Ⅰ幀編碼的情況。然而Ⅰ幀較低的壓縮比與其重要程度形成了一對(duì)亟待解決的矛盾。近年來(lái)，最先進(jìn)的幀內(nèi)編碼技術(shù)多是基于H.264/AVC國(guó)際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)所采用的混合視頻幀內(nèi)編碼框架所提出的。因此，從理論上深入理解并完善信源編碼理論在混合視頻幀內(nèi)編碼框架中的應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上研究提出

2、工程可實(shí)現(xiàn)的高效幀內(nèi)編碼算法具有十分重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文認(rèn)為混合視頻幀內(nèi)編碼框架將一幀圖像的信源熵用鏈?zhǔn)椒▌t拆解為多個(gè)像素塊條件熵之和，并通過(guò)幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)來(lái)去除像素塊之間的互信息實(shí)現(xiàn)對(duì)條件熵的逼近；在編碼每個(gè)像素塊時(shí)，通過(guò)變換技術(shù)將塊內(nèi)像素映射為互不相關(guān)的變換域信源符號(hào)，最后應(yīng)用熵編碼技術(shù)對(duì)每個(gè)變換域信源符號(hào)逼近其信息熵。由于幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)和變換技術(shù)中所期望去除的信源符號(hào)間互信息很難定義和表達(dá)，因此工程上常常以線性相

3、關(guān)性代替互信息作為技術(shù)優(yōu)化目標(biāo)，本文分析討論了互信息與線性相關(guān)性的關(guān)系以及這種工程近似方法的合理性。作為對(duì)上述相對(duì)抽象層面理論分析的延伸，本文更具體地研究了在一個(gè)特定的視頻圖像區(qū)域上如何獲得最佳的單一模式幀內(nèi)預(yù)測(cè)和變換的聯(lián)合。事實(shí)上，最佳的幀內(nèi)預(yù)測(cè)就是能完全去除參考像素與當(dāng)前編碼塊目標(biāo)像素之間線性相關(guān)性的維納濾波器，而對(duì)應(yīng)于該最佳預(yù)測(cè)的最佳聯(lián)合變換即為在該預(yù)測(cè)所獲得的殘差上統(tǒng)計(jì)生成的KLT變換。
　　 本文進(jìn)一步針對(duì)幀內(nèi)預(yù)測(cè)這一

4、重要技術(shù)環(huán)節(jié)，提出了三種新的高效技術(shù)方案，這三種技術(shù)都應(yīng)用了本文之前所討論的在一個(gè)特定視頻圖像區(qū)域上生成最優(yōu)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式的算法。三種幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)方案有各自適合的應(yīng)用條件，普通自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)需要額外編碼傳輸較大量的預(yù)測(cè)濾波器信息，因此主要適用于高分辨率且紋理細(xì)節(jié)復(fù)雜獨(dú)特的視頻序列；解碼端導(dǎo)出自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式技術(shù)無(wú)須傳輸額外濾波器信息，因而可適用于更寬廣的分辨率范圍，但對(duì)解碼端的計(jì)算能力要求很高；固定預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)技術(shù)的預(yù)測(cè)濾波器在線