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无线移动视频由于其带宽有限以及移动终端设备本身处理器频率和电池能耗的限制,对视频压缩提出新的要求,要在较高的压缩比例下,减少计算复杂度,并取得令人满意的视觉效果。一方面,传统的编码标准,没有考虑人类视觉系统(HVs)特征,即使PSNR等客观评价指标较高也不一定能取得成正比的主观满意度。如果视频压缩比例加大,则主观质量下降严重。另一方面,移动设备的计算能力和功耗受到很大限制,不可能像电脑一样依靠处理器计算速度的提升换取编码效率和视频质量的提高。所以,如何有效的分配设备计算能力和码率资源,是在该类设备上成功应用的重要挑战。
面对移动视频质量满意度和设备低功耗的需求,本质在于如何把视觉内容的高层信息和编码算法的特点结合起来,影响编码算法的运行。由于理论研究的局限性,不可能有一种通用的方法,所以本文重点研究移动视频内容特点,以及相应低功耗编码优化方法,将最宝贵的带宽和设备资源,分配给人主观最感兴趣的部分区域,提高人的主观满意度并延长电池的使用时间。
第一,我们提出了运动区域的前景检测方法,在此基础上针对视频编码中计算量最大的模型选择,提出了基于区域的快速模式选择算法FRIMS。并给出了本文FRIMS方法与传统FSMD方法在性能改进上的详细比较,在常用编码参数下节省编码时间一半以上,信噪比和码率几乎没有损失。
第二,针对影响移动视频质量的因素,我们分析传统以块为单位编码方法的视觉局限性。受到已有的感兴趣区研究成果的启发,从视频前景和背景出发拓展了区域辅助编码优化的方法,提出宏块级优化控制方法,接着从主观效果和客观试验进行了比较,可以看出视觉质量相对传统方法有一定的提高。最后,给出了移动终端设备低功耗编码的优化思想。
第三,为验证AVS标准在手机电视上的可行性,我们还开发了一套实时编码传输的AVS流媒体系统。基于WIFI无线环境,系统可以流畅的产生AVS多媒体码流,并在智能手机上实时解码播放。该系统验证了AVS在视频无线广播中的应用,扩大了AVS标准的实际多媒体产业前景。