時(shí)空域可分級(jí)的精細(xì)粒度可伸縮視頻編碼研究.pdf

1、近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們通過(guò)PC或者非PC設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流媒體點(diǎn)播服務(wù)成為現(xiàn)實(shí)。流媒體技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)的多媒體web服務(wù)，它允許用戶無(wú)需等到整個(gè)多媒體文件被完全下載，便可以享受在線的實(shí)時(shí)的視頻點(diǎn)播服務(wù)。因此，流媒體技術(shù)有著非常光明的應(yīng)用前景。 網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性、帶寬的波動(dòng)性和各類不同用戶的多重服務(wù)要求對(duì)當(dāng)前的視頻編碼技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。視頻編碼后得出的碼流必須能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷波動(dòng)的變化，具備一定

2、的抗差錯(cuò)能力，以及能同時(shí)提供圖像質(zhì)量、時(shí)域、空域及解碼復(fù)雜度的可分級(jí)能力。 可分級(jí)視頻編碼方案是解決Internet流媒體應(yīng)用中帶寬波動(dòng)的一種有效方法。但是，傳統(tǒng)的可分級(jí)編碼僅能提供粗糙的可分級(jí)能力，無(wú)法精細(xì)地匹配網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化。MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)中采納的FGS編碼方案可有效地解決精細(xì)匹配網(wǎng)絡(luò)帶寬波動(dòng)問(wèn)題。不僅如此，采用FGS方案編碼后的碼流還獲得較好的差錯(cuò)復(fù)原能力和解碼復(fù)雜度可分級(jí)的能力。但是，F(xiàn)GS獲得的所有這些特性都是以犧牲

3、編碼效率為代價(jià)的。FGS方法的編碼效率較低，因?yàn)镕GS編碼中的增強(qiáng)層未使用任何運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)拇胧﹣?lái)去除原始視頻序列在增強(qiáng)層上的時(shí)域冗余。 針對(duì)FGS編碼效率較低的缺點(diǎn)，我們提出了兩種在增強(qiáng)層也使用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)囊曨l編碼方案：雙環(huán)MC+FGS結(jié)構(gòu)編碼方案和單環(huán)MC+FGS結(jié)構(gòu)編碼方案。雙環(huán)MC+FGS和單環(huán)MC+FGS的編碼方案雖然在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上借鑒了MihaelavanderSchaar的思想，即使川圖像質(zhì)量更好的增強(qiáng)層圖像做參考，通過(guò)提

4、高運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)男蕘?lái)達(dá)到提高編碼效率的目的，但是本文對(duì)此作了重要的改進(jìn)。在所提出的方案中引入了接收端驅(qū)動(dòng)(receiver-driven)的思想使得能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬動(dòng)態(tài)地調(diào)整用于重建高質(zhì)量參考幀所使用位平面的個(gè)數(shù)，這樣不僅可妥善解決上述兩種編碼結(jié)構(gòu)在低比特率情況下會(huì)產(chǎn)生預(yù)測(cè)漂移的問(wèn)題，而且還進(jìn)一步提高了在高比特率情況下的編碼效率。對(duì)于在無(wú)法引入接收端驅(qū)動(dòng)思想的情況下，也對(duì)兩種結(jié)構(gòu)的FGS增強(qiáng)層中究竟使用多少個(gè)位平面來(lái)重建高質(zhì)量的參考提

5、出了解決方案。通過(guò)這些重要改進(jìn)后，使得這兩種結(jié)構(gòu)的編碼性能產(chǎn)生了質(zhì)的提高，不但預(yù)測(cè)漂移的問(wèn)題得以解決，而且編碼效率還得到進(jìn)一步的改善。 針對(duì)時(shí)域可分級(jí)的SNRFGS，MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)中引入了FGST(時(shí)域FGS)方案，該方案實(shí)現(xiàn)了混合時(shí)域/SNR的精細(xì)粒度可分級(jí)。但是，F(xiàn)GST方案繼承了FGS方案編碼效率較低的缺陷。因此，我們把MC+FGS與FGST相結(jié)合，得到一種MC+FGST結(jié)構(gòu)的編碼方案，提高了FGST結(jié)構(gòu)方案的編碼效率。

6、在傳輸過(guò)程中，我們提出了一種有效的速率分配策略，用來(lái)管理SNRFGS比特流數(shù)據(jù)和FGST比特流數(shù)據(jù)在傳送過(guò)程中的分配。 MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)中的FGS方案并未提供對(duì)空域可分級(jí)的SNRFGS支持。因此，針對(duì)MPEG-4中的這一空白，本文提出一種FGSS(空域FGS)方案，實(shí)現(xiàn)了混合空域/SNR的精細(xì)粒度可分級(jí)能力。但由FGS擴(kuò)展得到的FGSS方案同樣也繼承了FGS方案編碼效率較低的缺陷，為此把MC+FGS與FGSS相結(jié)合，得到一種MC

7、+FGSS結(jié)構(gòu)的編碼方案，提高了FGSS結(jié)構(gòu)方案的編碼效率。 針對(duì)混合時(shí)空域可分級(jí)的SNRFGS，本文進(jìn)而又提出了FGSST(時(shí)空域FGS)方案。FGSST方案實(shí)現(xiàn)了混合時(shí)域/空域/SNR的精細(xì)粒度可分級(jí)能力。然后，我們?cè)賹?duì)FGSST方案的編碼效率較低的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，把MC+FGS與FGSST相結(jié)合，得到一種MC+FGSST結(jié)構(gòu)的編碼方案，它既實(shí)現(xiàn)了混合時(shí)域/空域/SNR的精細(xì)可分級(jí)粒度可分級(jí)能力，又提高了FGSS結(jié)構(gòu)方案的編碼