視頻通信與可伸縮視頻編碼技術的研究.pdf

1、進入二十世紀九十年代后，新的數字媒體載體技術日新月異的發(fā)展使得視頻內容的存儲問題已經不是阻礙視頻信息廣泛應用的主要問題。隨著Internet的迅猛發(fā)展，網絡已經深入人們的日常生活，而多媒體信息，尤其是連續(xù)媒體內容正在迅速地增加，使得視頻信息在網絡上的應用需求日益廣泛、迫切，而視頻編碼的目標也就從過去的面向存儲轉變?yōu)槊嫦蚓W絡傳輸。為了更好的推動視頻流在網絡上的應用，低碼率編碼、容錯編碼、分層編碼、可伸縮編碼成為目前研究的熱點。本論文對基于

2、IP網絡通信的可伸縮視頻編碼進行了研究，主要包括以下內容： 1．率失真優(yōu)化差錯恢復算法的研究由于在信道中傳輸的編碼視頻流對丟包和誤碼比較敏感，因此增強編碼視頻流對丟包和誤碼的魯棒性至關重要。率失真優(yōu)化的編碼模式判決方法是一種最常用且行之有效的視頻編碼方法，對此技術的擴展使其應用范圍超越了編碼器而擴展到了視頻傳輸系統(tǒng)架構，即信源編碼和信道編碼。本文從分析視頻碼流端到端的總失真入手，基于對有損傳輸網絡誤碼統(tǒng)計特性的分析，提出了一種H

3、.264可伸縮視頻編碼擴展(H.264-SVC)的全局率失真優(yōu)化差錯恢復算法，該算法以像素級精度估算信道誤碼在時域和空域內的累積擴散失真，并在深入研究H.264-SVC編碼結構對誤差擴散失真的影響的基礎上對碼率的分配做了優(yōu)化，為H.264-SVC編碼模式的選擇提供了全局的率失真優(yōu)化策略，從而提高了編碼視頻流的魯棒性。 2．精細可伸縮視頻編碼技術的研究基于DCT變換和位平面編碼技術的視頻精細粒度可伸縮編碼(Fine Granula

4、rity Scalability，簡稱FGS)是為了提供編碼視頻流的帶寬適應性而提出的。雖然FGS技術的可伸縮能力非常好，但是其編碼效率卻比不可伸縮的視頻編碼方法低很多。本文提出了一種自適應漏預測因子的(Adaptive Leaky Factor FGS)ALF-FGS算法。ALF-FGS算法能夠在宏塊級上根據編碼視頻幀的運動特性和紋理特征自適應的選擇不同的參考宏塊，不僅能夠很好的適應網絡帶寬的波動，而且能有效地消除在低碼率下的誤差傳遞

5、和累積，提高了FGS的編碼效率3．非均等差錯保護的H.264-SVC冗余圖像編碼算法在基于IP的視頻傳輸中，當反向信道不存在或者無法利用時，通常采用無反饋的視頻冗余編碼(Video Redundancy Coding，VRC)來抵制IP網絡的丟包。針對無反饋信道的IP傳輸，結合H.264-SVC的碼流結構特性，本文提出了一種碼率控制的優(yōu)化冗余圖像編碼算法OVRC(Ootimized Video Redundant Coding)，該算法

6、根據不同空間層和時間級的圖像對抑制誤差擴散的作用大小的不同來優(yōu)化冗余圖像碼率的分配。在有效的控制冗余碼率的同時，解決了在丟包信道傳輸視頻時的誤差漂移問題。 4．H.264-SVC的差錯隱藏算法的研究具有空間可分級特性的H.264-SVC碼流不僅可以使用傳統(tǒng)的差錯隱藏方法，而且還可以利用不同空間層圖像的相關性進行跨空間層的差錯隱藏。本文對H.264-SVC視頻編碼的各種差錯隱藏方法進行了研究和對比，詳細分析了各種方法的性能和優(yōu)缺點

7、，對實際應用具有一定的指導意義。 5．可伸縮視頻流應用演示系統(tǒng)的研究和實現在深入研究IP網絡視頻傳輸技術的基礎上，針對可伸縮視頻流的典型應用，實現了SVC的應用演示系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有可伸縮視頻編碼、碼流提取、視頻解碼、播放、解碼質量評價、網絡傳輸以及網絡環(huán)境參數設置等功能。能夠提供盡量而為的Internet網絡和具有DiffServe服務的兩種網絡環(huán)境，并提供各種IP網絡標準丟包模式。可以根據網絡環(huán)境使用相應的編碼方法以及差錯恢復