可分級(jí)視頻編碼中快速模式?jīng)Q策算法研究.pdf

1、隨著數(shù)字視頻服務(wù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,使得越來(lái)越多的編碼技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,用戶(hù)對(duì)于視頻服務(wù)的需求也日益增多。于是,由ITU-T和MPEG聯(lián)合成立的JVT(Joint Video Team)小組在原有H.264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,制定出得到廣泛關(guān)注的可分級(jí)視頻編碼(Scalable Video Coding,SVC)。作為H.264/AVC的擴(kuò)展協(xié)議,SVC能夠在同一視頻碼流中提供不同的時(shí)間、空間和質(zhì)量可分級(jí)服務(wù)。但是新功能、新技術(shù)的

2、應(yīng)用也使得可分級(jí)視頻編碼的計(jì)算量變得十分巨大。
　　 本文針對(duì)可分級(jí)視頻編碼的高計(jì)算復(fù)雜度問(wèn)題,結(jié)合不同應(yīng)用背景下可分級(jí)預(yù)測(cè)編碼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出相應(yīng)快速模式?jīng)Q策算法來(lái)有效地降低SVC編碼時(shí)間,為今后的實(shí)時(shí)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　 首先,針對(duì)高清電視等高質(zhì)量環(huán)境中全幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),本文提出一種利用基本層已編碼宏塊模式信息的統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)指導(dǎo)當(dāng)前增強(qiáng)層待宏塊編碼的快速預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策算法。該算法統(tǒng)計(jì)基本參考層中宏塊預(yù)測(cè)模式的使用

3、規(guī)律,利用層間對(duì)應(yīng)編碼幀的相關(guān)性來(lái)減少增強(qiáng)層宏塊的備選預(yù)測(cè)模式數(shù)量,達(dá)到降低編碼時(shí)間的目的。與JVT組織提出的快速算法相對(duì)比的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在圖像質(zhì)量不變的前提下,平均減小近30％以上的編碼時(shí)間。
　　 其次,在空間時(shí)間組合可分級(jí)預(yù)測(cè)環(huán)境下,本文提出兩種不同的快速模式?jīng)Q策算法,區(qū)域最優(yōu)模式?jīng)Q策算法和參考宏塊備選模式?jīng)Q策算法。前一種算法利用參考幀宏塊的鄰域模式信息來(lái)降低備選模式數(shù)量。該算法能夠根據(jù)時(shí)間可分級(jí)中時(shí)間等級(jí)的不同來(lái)選取不

4、同范圍的鄰域宏塊數(shù)量,當(dāng)前宏塊與參考宏塊的時(shí)間距離越遠(yuǎn),宏塊相關(guān)性較小,鄰域選取的范圍也越大,反之則鄰域選取范圍縮小,這些鄰域的最優(yōu)模式統(tǒng)計(jì)規(guī)律即為當(dāng)前增強(qiáng)層待編碼宏塊的備選模式集合。后一種算法則是利用對(duì)應(yīng)參考宏塊的最優(yōu)次優(yōu)模式來(lái)減少備選模式數(shù)量,從而降低編碼時(shí)間。該算法根據(jù)率失真優(yōu)化代價(jià)對(duì)已編碼宏塊的最優(yōu)、次優(yōu)等模式進(jìn)行排序,選取排序模式中代價(jià)較小的一部分模式作為當(dāng)前待編碼宏塊的備選模式集合,以此來(lái)減少當(dāng)前待編碼宏塊的備選模式數(shù)量,從

5、而到達(dá)降低編碼時(shí)間的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,兩種不同的算法均能夠在圖像質(zhì)量損失不大的情況下,平均節(jié)約30％以上的編碼時(shí)間。
　　 最后,本文借鑒以往H.264/AVC中預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn),提出一種高效低復(fù)雜度的CGS(Coarse Granularity SNR Scalability,粗粒度質(zhì)量可分級(jí))預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的快速模式?jīng)Q策算法。該算法分配給基本層宏塊及其相鄰宏塊最優(yōu)模式不同的權(quán)值系數(shù),從而計(jì)算出當(dāng)前待編碼宏塊的最優(yōu)模式信息。