程恺英[1]2005年在《MPEG标准间转码的研究及一个转码方案的实现》文中认为在各个具体应用环境中,视频数据的压缩、存储、传输采用了不同的格式和标准。在数字视频信号被不同的标准和格式压缩编码后,在许多应用对用户透明的情况下,需要对这些压缩视频流进行转码处理。压缩视频流转码,就是将一种标准或格式的压缩视频流处理成更适应于某特定应用环境的另一种标准或格式的压缩视频流。本文首先对MPEG 系列视频压缩编码标准的框架结构、数据流格式、编解码过程作了详细的介绍和总结,并分析了MPEG-1 和MPEG-2,MPEG-2 和MPEG-4 标准之间的异同,为下面的转码研究工作奠定了基础。压缩视频流转码主要分为两大类:一类是把编码视频流从适合某一传输环境的压缩格式转换成适合于另一传输环境的压缩格式,称为同类视频转码; 另一类是把压缩视频流从某一种标准转换成另一种标准,称为不同类视频转码。针对同类视频转码,本文主要研究同一种编码标准下的压缩视频流格式转码,包括任意尺寸转码、码率转码,以及隔行扫描/逐行扫描变换。提出了变换比例为任意有理数L/M 时的像素域任意尺寸转码算法,以及针对任意尺寸转码器的运动矢量重用算法。运动矢量重用算法节省了较大的运算量,而视频质量与进行重新完全运动估计的转码器视频质量相差较小,是转码器中经常采用的方法。另外,DCT 域转码比像素域转码节省了DCT/IDCT 变换对,可以降低运算复杂性,因此文中又论述了DCT域转码处理方法,包括DCT 域图像下采样(主要针对变换比例较简单的情况)、DCT域反运动补偿和DCT 域运动补偿算法。由于MPEG-4 具有多种优越性能,在网络视频传输、存储和剪辑等许多领域中将得到广泛应用。目前许多视频流都是按照MPEG-2 标准压缩编码的,因而研究开发高效的MPEG-2 到MPEG-4 压缩视频流转码器十分必要。针对不同类视频转码,本文以MPEG 标准间视频流转码为背景,主要研究了MPEG-2 到MPEG-4SP@ML(简单框架主级,Simple Profile@Main Level)的转换编码。文中首先对MPEG-2 和MPEG-4 标准算法的异同作了比较,分析了转码设计中的一些关键问题,由此推出五种像素域和DCT域转码结构,并对五种转码器的性能进行了分析比较。每种转码结构是运算复杂性和视频质量的一种折衷算法,各有优缺点。通过前面转码器结构的研究比较,选用了基于像素域省略运动估计的快速级联转码体系结构作为实验MPEG-2 至MPEG-4 压缩视频流转码器的转码结构。在此转码结构基础上,对转码器中的语义层转换、编码模式复用、运动矢量重用、DCT 系数处理等技术作了深入研究。其中的关键算法包括:运动矢量重用、帧模式转换、混合块处理和DCT 系数映射等。运动矢量重用能
陈功[2]2003年在《MPEG视频流转码技术的研究》文中进行了进一步梳理现阶段视频通信领域，存在多种编码标准，由不同的组织，针对不同应用场合制定，如MPEG标准，H.26X标准等。这些标准在语法格式、压缩效率、码率、分辨率等方面不尽相同，对应的传输介质以及要求终端的处理能力也不同。视频转码技术的出现，解决了视频数据在不同系统和设备间无缝互通互连的问题。所谓的视频转码就是将一种格式的压缩视频数据处理成更适应于特定应用的另一种格式的压缩视频流。主要分为两大类，一类是在同一视频标准中转换，另一类是在不同标准间转换。 本文以MPEG标准间视频流转码为背景，主要研究了MPEG-2到MPEG-4SP@ML(简单框架主级，Simple Profile@Main Level)的转换编码，其中包含了码率、空间分辨率和时间分辨率转码的内容。首先对MPEG-2和MPEG-4标准的异同作了比较，分析了转码设计中的一些关键问题，提出了运动矢量映射的转码结构。通过运动补偿反馈，消除误码扩散；通过对压缩码流中重要信息的复用，提高转码效率。其中的关键算法包括：运动矢量复用、帧模式转换、混合块处理和DCT系数映射等。运动矢量复用能够节省大量的运算，通过运动矢量修正算法，保证一定的图像质量。在空间分辨率转码过程中，利用DCT域空间下采样算法实现纹理数据的下采样，可以跳过DCT／IDCT变换，使得运算复杂度进一步降低。另外，本文还讨论了通过在转码的每一帧中强制加入帧内编码块来提高算法的抗误码能力。 为了进一步提高转码效率，本文对MPEG-4编码器的性能进行了优化。在分析了编码器各模块运算耗时情况后，对其中运算量最大，最耗时的运动估计、DCT变换等提出快速算法，并通过MMX技术进行指令级优化。此外，对量化等模块也进行了MMX指令优化。这些优化算法同样可以用于转码器中的解码部分。最后，开发了一个转码演示系统，系统采用了本文提出的转码结构，利用了上述主要算法和优化结果，实现了近实时软件MPEG视频流转换编码。
黄增锋[3]2005年在《基于TMS320C6416的MPEG-2/MPEG-4视频流转码器》文中提出随着人们对数字电视、可视电话、多媒体通信等方面的广泛关注,视频压缩编码技术有了巨大的发展。针对不同的应用,不同的国际组织制定了一系列的国际视频压缩编码标准。其中,ISO/IEC制定的MPEG-2标准在固定多媒体通信中得到了广泛的应用。然而,随着需求的发展,在很多场合,如移动多媒体通信、无线视频会议系统等,MPEG-2编码并不适用。与MPEG-2标准相比,MPEG-4标准具有更高的压缩比和更宽的码率范围,能够支持更多的多媒体应用,尤其适合于移动多媒体通信的需要。经过多年的发展,MPEG-2在硬件、软件以及多媒体数据存储上都有巨大的积累;同时,MPEG-2是数字电视的编码标准,在一个相当长的时间内还会被广泛的应用。为了充分利用现有的多媒体资源,直接将大量的MPEG-2视频流直接转换为MPEG-4视频流是一种有效的解决方法。要实现视频流转码技术的实用化和产品化,还需要把视频流转码算法以硬件方式来实现。可编程的DSP芯片是一种较好的解决方案。本文基于TMS320C6416 DSP芯片,探讨了MPEG-2/MPEG-4视频流转码的硬件实现方法。 本文主要工作如下:首先介绍了MPEG-2视频流解码和MPEG-4视频流编码的原理。然后分析了DSP芯片的结构特点,总结了DSP软件优化技术。最后,采用级联空域转码方案,在基于TMS320C6416 DSP芯片的
解蓉[4]2002年在《MPEG-2/MPEG-4视频流转码及编码器优化》文中认为由于视频图像的数据量非常大，数字视频传输所需的高传输速率和数字视频存储所需的巨大容量都成为推广应用数字视频通信的最大障碍，这也促使视频压缩编码的应用日益广泛。基于不同的应用时期和不同的压缩编码技术，由一些国际组织建立了一系列的国际视频压缩编码标准。 在各个具体应用环境中，视频数据的压缩、存档、传输采用了不同的格式和标准。在数字视频信号被不同的标准和格式压缩编码后，在许多对用户透明使用的情况下，需要对这些压缩视频流进行转码处理。压缩视频流转码，就是将一种标准和格式的压缩视频流处理成更适应于某特定应用的另一种标准和格式的压缩视频流。主要可以分为两大类：一类是把编码数据流从适合某一传输环境的压缩形式转换成适合于另一传输环境的压缩形式，称为同类视频转码；另一类是把压缩数据流从某一种标准转换成另一种标准，称为不同种类视频转码。 针对第一类转码，本文第二章主要研究同一种编码标准下的压缩数据流格式转码，包括任意尺寸转码、帧率或场率转码，以及隔行扫描／逐行扫描变换。提出了变换比例为任意有理数L／M时的空域任意尺寸转码，以及针对任意尺寸转码器的运动矢量重用算法。运动矢量重用算法节省了大量的运算量，而视频质量与进行重新完全运动估值的转码器视频质量相差较小，因而是转码器中经常采用的方法。另外，压缩域转码，比空域转码节省了DCT／IDCT变换对，可以降低运算复杂性，因此文中又论述了压缩域转码处理方法，包括DCT域图像下采样(主要针对变换比例较简单的情况)、DCT域反运动补偿和DCT域运动补偿算法。 针对第二类转码，本文第叁章主要研究MPEG-2到MPEG-4压缩视频流转码。由于MPEG-4具有多种优越性能，将会很快在视频传输、存储和剪辑等许多领域中得到广泛应用，而目前许多视频流都是按照MPEG-2标准压缩编码的。因而研究开发高效MPEG-2到MPEG-4压缩视频流转码器十分必要。文中首先分析转码器设计中的一些关键问题，比较两种标准之间的异同点，由此推出五种空域和压缩域转码器的结构，并对五种转码器的性能进行分析比较，每种转码结构是运算复杂性和视频质量的一种折衷算法，都各有其优缺点。文中还论述了DCT域重量化转码器中所需的不匹配宏块的复原算法。大量仿真结果证实，本文提出的省略B帧运动补偿转码器是视频质量和运算复杂度的一种较好的折衷算法。 为了对MPEG编码器进行性能优化，本文第四章研究DCT和运动估值两大编码器运算瓶颈的快速算法，并用MMX~(TM)和SSE技术进一步加速DCT运算和运动估值所需的大量SAD运算。本章提出的快速DCT算法不仅减少了所需乘法的次数，而且变换后的后置乘法和矩阵转置过程可与量化和扫描相结合，进一步加速 浙江大学博士学位论文 整个MPEG编码过程。另外，用MMXTh和％E技术实现快速肌T变换，以及快速查 找表的量化算法也进一步加速了编码过程。对运动估值而言，本文采用了一种时 空相关性快速运动估值算法，该算法由于利用了视频序列中的时空相关性，使运 动估值过程大大加快，而且利用搜索范围和循环次数的自适应调整方法，可以更 有效地搜索运动矢量。
陈俊江, 黄增锋, 覃团发[5]2006年在《基于TMS320C6416的MPEG-2/MPEG-4视频流转码器设计与实现》文中研究指明目前的视频流转码大致可以分为空域(像素域)转码和压缩域(DCT域)转码两种方法。针对目前最流行的MPEG-2和MPEG-4两个压缩编码标准,采用级联空域转码方案,并且基于TMS320C6416 DSP芯片,探讨了MPEG-2/MPEG-4视频流转码的硬件实现方法。在设计中,通过PCI消息机制,解决了DSP与PC机的数据传输“瓶颈”问题,同时合理分配存储器,并采取各种优化技术,近实时地实现了MPEG视频流转码。
赖守文[6]2005年在《混合域视频流转码体系结构及其码率控制算法》文中进行了进一步梳理本论文详细讲述了作者在攻读硕士学位的后两年的主要工作,研究领域为视频流转码的关键技术以及应用。视频转码,就是将一种标准、格式、分辨率以及码率的压缩视频流转变为更适合于某特定应用的另一种标准、格式、分辨率以及码率的压缩视频流。它在视频会议,视频服务器,以及无线视频网关中都有重要的应用价值。作者主要作了两个方面的工作:联合时域-空域分辨率降低转码器的设计与实现以及视频转码中的码率控制算法。 对于联合时域-空域分辨率降低转码的研究,作者主要考虑了在帧率降低和空间分辨率降低后运动矢量的重估计、预测残差的计算以及宏块编码模式的选择这几个问题。在转码的体系结构的设计方面,作者考虑了时域优先的转码结构和空域优先的转码体系结构。通过分析比较这两种结构,最终选择了时域优先的转码结构作为联合时域-空域分辨率降低转码的体系结构。转码器的软件实现是在遵从 MPEG4 标准的 Xvid codec 的源代码基础上加以修改实现的,主要修改了 XviD core library。转码器的实现主要分为四个模块:解码器模块、矢量合成模块、时域-空域分辨率下采样模块、编码器模块。论文的第二部分工作是视频转码中的码率控制算法,作者分析了视频传输过程中的缓冲控制,讨论了如何估计传输信道的有效带宽。另外在本部分的研究中,作者改进了传统 TMN 模型中的帧级码率控制算法和宏块级码率控制算法,使之应用于视频流转码中。本论文不仅介绍了视频转码中的研究动态,而且讲述了作者自己提出的改进算法和转码器软件的实现,给出了相应的实验结果,并指出了许多关于视频转码系统的瓶颈和需要解决的问题。
袁禄军[7]2005年在《视频转码技术的研究及其应用》文中指出随着各种数字视频服务的蓬勃发展，以MPEG和H.26x为代表的视频压缩编码标准得到了广泛的应用。在实际的视频服务过程中，由于网络特性的不同，终端设备处理能力的限制，以及用户需求的差异，往往需要对已经压缩编码的视频码流进行转换以满足实际的应用需求。这种对已经压缩编码的视频码流进行转换就是所谓的视频转码，它已经成为视频压缩编码研究领域的一个重要组成部分。本文的研究以MPEG视频编码技术为基础，从转码器结构以及实际应用需求两方面入手，对面向MPEG码流的视频转码技术进行了深入系统的研究，这些研究包括漂移误差自适应的视频转码器结构、系统级别的视频转码结构、用于视频码流剪接算法中的视频转码技术，以及色度缩减的视频转码技术。具体说来，本文的研究内容如下： 1．提出了漂移误差自适应的快速视频转码结构，该结构能够比传统的开环结构和闭环结构更为高效的实现码率缩减的视频转码。这是因为漂移误差自适应的快速视频转码结构在转码速度和转码后的图像质量两者间有了更好的折衷，它的转码速度甚至超过了传统的开环结构，而转码后的图像质量却接近传统的闭环结构。更进一步的，结合开环结构，闭环结构以及新的漂移误差自适应的快速视频转码结构，我们能够实现一个复杂度可分级的视频转码器，它使得视频转码器可以根据CPU资源的分配情况进行自适应地转码，从而可以使实际的视频服务器更加有效地分配各种服务的负荷，更好地进行多种服务。 2．提出了面向MPEG码流的系统级别转码技术，将广播的数字电视节目更为有效的存储为DVD光盘格式方便以后的回放。在这个系统级别视频转码方案中，最核心的内容是将固定码率(CBR)的视频码流转码成为可变码率(VBR)的视频码流，为此，我们提出了两种不同的方法。第一种方法适合脱机离线工作，需要的处理复杂度较高，但是视觉质量更好；而第二种方法适合在线实时工作，可以完成实时的转码需要，视觉质量也好于CBR视频码流到CBR视频码流的转换。 3．研究了视频码流剪接算法中的视频转码技术。视频码流的剪接是最基本最重要的视频后处理技术，其中的难点在于MPEG视频码流的拼接以及相应的视频帧的重编。基于视频转码技术，我们提出了两种直接在压缩域上进行视
周舒阳[8]2008年在《H.264到MPEG-4视频转码的研究与实现》文中研究说明数字视频技术获得了广泛的应用,随着互联网和移动通信的快速发展,数字视频在网络中的处理和传输成为了热点技术。许多国际组织已经制定出了一批优秀的视频压缩算法,如MPEG系列标准、H.26x系列标准以及我国自主的音视频编码标准AVS等。这些标准在语法格式、压缩能力、输出码率和分辨率方面各有不同,这严重制约了采用不同视频标准的系统间的互通性。为此人们开始研究视频转码技术,视频转码的主要目的是使得异构的系统间,能够高效率、高质量的进行视频数据转换。本文的研究目标是在保证转换后图像质量的前提下,实现一种高效的H.264到MPEG-4的码流转换算法。本文首先介绍了视频转码技术的发展现状,然后介绍了视频编码和视频转码的基本原理和相关技术。在此基础上,介绍了H.264和MPEG-4标准并将它们做了比较,提出了本文的转码方案。本文的主要工作有:(1)H.264到MPEG-4的运动矢量重用。(2)H.264到MPEG-4的变换系数重用。(3)H.264基本档次到MPEG-4简单档次的码流转换。本文提出一种基于空域和频域的混合型转码器框架,该框架对帧内编码宏块采用频域模型来提高转码速度,对帧间编码宏块采用像素域模型来保证转码质量,防止漂移误差。此混合型转码框架结合了空域转码框架和频域转码框架的优点,实现了转码效率和转码质量的折中。由于H.264与MPEG-4编码标准差异很大,为实现该转码框架,本文提出了一些关键转码技术,包括多参考帧到单一参考帧的映射算法、帧内编码宏块的模式映射算法、整数DCT变换到DCT变换系数映射算法、帧间编码宏块模式映射算法、运动矢量映射算法和运动矢量重估计算法。最后,根据本文提出的转码器框架和相关的转码关键技术,在PC机上实现了一个从H.264到MPEG-4的转码系统。标准序列测试结果表明,本文的转码器的转码速度和转码质量均能达到较好的效果。
陈喆[9]2006年在《H.263/MPEG-4视频流转码的研究与实现》文中提出数字视频比模拟视频具有多种明显的优点,它的发展推动了多媒体、视频通信和数字电视等产业的飞速发展,具有重要的研究意义。基于不同的应用时期和不同应用环境,一些国际组织建立了一系列的国际视频压缩编码标准,这些标准在语法格式、压缩效率、码率、分辨率等方面也不尽相同,对应的传输介质以及要求终端的处理能力也不相同。视频转码技术的出现,解决了视频数据在不同系统和设备之间进行无缝连通的问题。所谓视频转码就是将一种标准和格式的视频数据处理成更适应于某种特定应用的另一种标准和格式的视频数据。本文以不同标准之间的视频转码为背景,主要研究了H.263与MPEG-4两种标准之间的视频转码,包括空间分辨率转换和码率转换的内容,并在PC上实现了转码系统。本文首先对视频转码技术进行了介绍,然后讨论了H.263和MPEG-4两种视频编码标准,并对二者的异同做了比较,分析了设计转码系统的一些关键问题,提出了基于象素域的信息重用转码结构。该结构可以通过运动矢量映射、编码模式映射等算法对码流中的重要信息进行复用来减少计算量,提高转码效率。为了进一步提高转码后的图像质量,本文还提出了一种运动矢量复用与运动搜索相结合的转码算法,该算法在增加较少计算量的基础上可以大大提高转码后的图像质量。空间分辨率转换主要通过象素域下采样来完成,本文比较了叁种下采样算法性能的优劣。码率转换通过码率控制算法来实现,文中对比了两种常用的码率控制算法。本文还简要介绍了误码扩散补偿算法。最后,详细介绍转码器的设计方案,在PC上实现转码系统,并对各种算法的性能进行测试。
刘昱[10]2005年在《数字视频转换编码研究》文中研究表明随数字视频压缩技术的飞速发展和多种相关标准的发布,视频技术已经被大量的实际系统采用。视频转换编码技术是视频通信领域的一个新研究课题。该技术对压缩编码后的视频码流进行再处理,使输出码流符合具体的应用要求,将作为通用多媒体接入服务的一项关键技术被广泛地应用。进行转换编码处理的原因主要有以下几个方面:1.实用系统中存在多种国际视频编码标准,不同标准的节目资源无法直接共享,需进行算法、语法转换;2.实际的通信传输带宽是复杂多变的,视频码流需要进行带宽适配;3.视频终端可能存在不同的解码能力、显示能力以及存储能力等限制,视频码流应与解码终端的特性匹配;4.视频加密、增强抗噪性能等一些特殊的需求。视频转换编码研究已经取得了一些的研究成果。本文首先对主要的转码技术和转码器结构进行了详细的分析和实验比较,总结了转码研究的重点,并提出了一些改进的转码器结构和算法。此外,课题研究中使用软件实现了支持多种标准和转码技术的转换编码器,为算法研究提供了实验平台。针对目前最为流行的叁种视频编码标准:MPEG-2,H.263和MPEG-4,本文进行了较深入的异类转换编码技术研究。分析了这叁种标准间的主要差异,给出了运动矢量、宏块编码模式等重要参数的转码方法。MPEG-2隔行视频码流在转码到H.263或MPEG-4时,需进行场-帧编码模式转换,本文为场-帧转换提供了一种基于DCT系数权重的运动矢量复用算法。此外,本文还分析了异类转码中出现的色差信号漂移的原因,并提出了相应的校正算法。转换编码的图标插入技术具有很高的实用价值,本文对此技术做了较全面的研究。分别提出了可用于高亮度透明图标和彩色图标插入的转码器结构。对图标插入所造成的影响进行了分析,提出了一种快速图标插入转码器结构,并给出了转码中应采用的运动矢量和宏块模式优化算法。码率控制算法对转换编码的性能影响明显,在大多数研究文献中,码率控制均采用了虚拟缓冲器状态作为反馈。在DCT变换系数的分布模型上,本文提出了一种码率控制的新思路。从输入码流中可以得到前一次编码的DCT系数分布,进一步可以建立量化参数和编码比特数的数学模型。根据所建立的数学模型,可以自适应的选择宏块的量化步长,获得较优的码率控制性能。信息论和率失真编码理论是视频压缩编码的基础,本文对相关的理论做了回顾,对转换编码的失真问题进行了分析。虽然率失真编码理论非常复杂,但可为转换编码策略研究提供指导。本文对转码策略进行了初步研究,提出了基于率失
参考文献：
[1]. MPEG标准间转码的研究及一个转码方案的实现[D]. 程恺英. 华中科技大学. 2005
[2]. MPEG视频流转码技术的研究[D]. 陈功. 北京工业大学. 2003
[3]. 基于TMS320C6416的MPEG-2/MPEG-4视频流转码器[D]. 黄增锋. 广西大学. 2005
[4]. MPEG-2/MPEG-4视频流转码及编码器优化[D]. 解蓉. 浙江大学. 2002
[5]. 基于TMS320C6416的MPEG-2/MPEG-4视频流转码器设计与实现[J]. 陈俊江, 黄增锋, 覃团发. 电子工程师. 2006
[6]. 混合域视频流转码体系结构及其码率控制算法[D]. 赖守文. 清华大学. 2005
[7]. 视频转码技术的研究及其应用[D]. 袁禄军. 中国科学院研究生院（计算技术研究所）. 2005
[8]. H.264到MPEG-4视频转码的研究与实现[D]. 周舒阳. 大连理工大学. 2008
[9]. H.263/MPEG-4视频流转码的研究与实现[D]. 陈喆. 哈尔滨工业大学. 2006
[10]. 数字视频转换编码研究[D]. 刘昱. 天津大学. 2005
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