可伸縮視頻編碼的快速模式選擇算法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的視頻編碼技術(shù)一般對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行單層編碼，盡管已經(jīng)具有相當(dāng)高的壓縮比，卻未曾考慮編碼后的碼流的網(wǎng)絡(luò)傳輸狀況以及終端設(shè)備的處理能力，編碼完成后碼流即恒定，一旦網(wǎng)絡(luò)帶寬波動(dòng)或者終端計(jì)算能力不能達(dá)到解碼要求會(huì)造成碼流傳輸失敗或者不能解碼。因此，迫切需要一種具有碼流可伸縮性的視頻編碼技術(shù)。為此，ISO和ITU的聯(lián)合視頻工作組(Joint Video Team，JVT)于2007年通過(guò)了具有可伸縮(可分級(jí))性能的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(scalable

2、 videocoding，SVC)。SVC采用基于“H.264擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)框架”，在保留和兼容H.264的高壓縮性能的基礎(chǔ)上，增加了時(shí)域，空域和質(zhì)量可伸縮能力。基于H.264/AVC的擴(kuò)展可伸縮編碼，由于繼承了H.264/AVC中設(shè)計(jì)精良的編碼工具和增加層間預(yù)測(cè)技術(shù)，大大減少了可伸縮性編碼和單層編碼的編碼效率差異，并且編碼后的單個(gè)碼流中具有時(shí)域，空域和質(zhì)量及其組合分級(jí)能力，使得單個(gè)碼流可提供多個(gè)可解碼的子碼流，這種具有可伸縮性能的碼流能隨

3、網(wǎng)絡(luò)傳輸狀況以及終端用戶的需要被靈活抽取。SVC的出現(xiàn)使得編碼一次的碼流可自適應(yīng)網(wǎng)路傳輸和多次被解碼成為可能。 SVC為提高編碼效率，除了完成H.264所要求的操作外，還包括層間預(yù)測(cè)等多種關(guān)鍵的編碼技術(shù)，這些技術(shù)的采用也相應(yīng)的增加了編碼器的復(fù)雜度。因此，降低SVC的編碼器的復(fù)雜度成為當(dāng)前視頻領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。 本文首先詳細(xì)分析了SVC的各種可分級(jí)技術(shù)，特別是對(duì)空域分級(jí)的層間預(yù)測(cè)技術(shù)給與重點(diǎn)闡述，對(duì)每種分級(jí)機(jī)制和碼流抽取給

4、出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 本文然后詳細(xì)分析了H.264.和SVC的增強(qiáng)層的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇，然后根據(jù)宏塊編碼模式的空域相關(guān)性和層間相關(guān)性，以及SKIP模式的特性，結(jié)合一種H.264中的自適應(yīng)的幀內(nèi)模式選擇快速算法，提出了一種SVC的自適應(yīng)的幀內(nèi)模式選擇快速算法。該算法可以在幀間預(yù)測(cè)編碼時(shí)可使至少80％以上的宏塊自適應(yīng)的快速跳過(guò)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式判決。在不使用層間預(yù)測(cè)的兩個(gè)空域單層編碼的情況下對(duì)IPPPP序列類型可平均節(jié)省27％以上的編碼時(shí)

5、間。 本文接著詳細(xì)分析了一種基于空域分級(jí)和時(shí)域分級(jí)的幀間預(yù)測(cè)模式選擇快速算法，并在JSVM9.8上實(shí)現(xiàn)了時(shí)域分級(jí)快速算法，利用層間運(yùn)動(dòng)信息預(yù)測(cè)機(jī)制，對(duì)該空域分級(jí)快速算法進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于SVC空域分級(jí)和時(shí)域分級(jí)的幀間預(yù)測(cè)模式選擇快速算法可顯著節(jié)省編碼時(shí)間，加快了編碼速度。 SVC是面向傳輸?shù)囊曨l編碼標(biāo)準(zhǔn)，在論文的最后，根據(jù)SVC面向傳輸?shù)奶匦裕O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于SVC的視頻傳輸演示系統(tǒng)，模擬網(wǎng)絡(luò)帶寬波動(dòng)的視頻