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目前Internet的带宽仍然是一个瓶颈,特别是接入网方面,还存在着很多难点。从世界范围看,成熟的、廉价的公共交换电话网(PSTN)仍是主要的通信网,还将长期存在。而随着多媒体技术的不断发展,数字视频业务如可视电话、视频会议、安全监视、视频点播等已经深入到人们日常生活、工作中,而且目前无线移动网络的多媒体业务的需求正在与日俱增(3G)。所以为了在低速率通信网中传输视频图像,获得良好的实时传输效果,除了改善网络传输控制机制之外,还需要实现高压缩比、低耗时、能达到实时压缩效果的视频图像压缩方法。
H.263是国际电信协会-电信标准化部门ITU-T(TheInternationalTelecommunicationsUnion-TelecommunicationStandardizationSector)于1996年通过的用于低比特率实时传输的视频编码标准,其设计初衷是满足带宽低于64kbps的低带宽视频应用需求,如视频会议、可视电话等。现在H.263也被应用于视频图像远程实时传输系统中,但原始的H.263在实时性和压缩比等方面还有不少可优化余地。
本文首先研究了视频图像的压缩原理与主要技术;随后系统地论述了H.263标准,对其具体的压缩算法进行了深入细致的研究,并在此基础上设计和实现了编码器,但编码速率难以满足实时通信的要求,所以还需进一步优化提高效率。
由于在H.263编码器中,运动估计与补偿的运算量最大,占编码器总运算量的60%~70%左右,因此为了提高编码器的性能,针对运动估计的经典快速搜索算法进行了深入研究,在研究中发现,这些算法都以原点作为初始搜索中心,均未利用运动矢量的时间和空间相关性,没有考虑视频图像的内在运动特征,而盲目地搜索。由于搜索起点的好坏直接影响运动估计的效率,鉴于此,提出了基于图像运动特征的快速搜索法。该方法在搜索前可判断出视频图像的内在运动趋势,及早发现静态块(即该块的运动矢量为零),从而省去不必要的搜索时间;并且利用已知的运动矢量准确地预测出搜索起点,使其更接近全局最优点,实现了减少搜索点数的目的,削减了运算量,提高了编码效率,基本可以满足实时通信的要求,达到了优化的目的。