基于率失真優(yōu)化的可伸縮視頻編碼碼率分配研究.pdf

1、近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展使視頻編碼的目標(biāo)從傳統(tǒng)的面向存儲(chǔ)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蚓W(wǎng)絡(luò)傳輸。可伸縮視頻編碼能夠使生成的碼流具備空域、時(shí)域以及質(zhì)量可伸縮性，從而能夠在時(shí)變帶寬異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行魯棒的視頻信號(hào)傳輸。在視頻流的傳輸過(guò)程中，由于帶寬的波動(dòng)或者終端設(shè)備不同，需要采用快速而又高效的碼率分配技術(shù)來(lái)截取特定條件下最優(yōu)的一段碼流。針對(duì)這種需求，本文對(duì)可伸縮視頻編碼中的碼率分配進(jìn)行了研究。
　　JPEG2000采用了優(yōu)化截?cái)嗟那度胧綁K編碼算法

2、(EBCOT)，對(duì)靜止圖像的壓縮具有很高的編碼效率和良好的碼流可伸縮性。JVT組織正在制定的JVT SVC是基于高壓縮率標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC的可伸縮視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，它采用了很多先進(jìn)的可伸縮編碼技術(shù)。因此，本文首先對(duì)JPEG2000的EBCOT和JVT SVC進(jìn)行研究，重點(diǎn)分析了其中基于率失真優(yōu)化的碼率分配技術(shù)，為本文碼率分配方法的設(shè)計(jì)提供借鑒思想。
　　在此基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有JVT SVC中以FGS NAL單元為單位計(jì)算的率失真信息

3、不能精確表示碼流的率失真特性這一缺點(diǎn)，提出了通過(guò)劃分FGS NAL單元建立其近似的率失真特性曲線(xiàn)，從中選擇構(gòu)成凸殼的點(diǎn)作為率失真最優(yōu)的候選截?cái)帱c(diǎn)，并以此進(jìn)行碼率分配的方法。該方法更加精確地表示了碼流的真實(shí)率失真特性，從而實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)化的碼率分配。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于JVT SVC中現(xiàn)有率失真優(yōu)化的碼率分配方法，在截取相同需求條件下的碼流時(shí)，新方法的解碼視頻質(zhì)量均有進(jìn)一步的提高。
　　在對(duì)JVT SVC現(xiàn)有碼率分配方法的研究發(fā)現(xiàn)，計(jì)算

4、每個(gè)FGS NAL單元對(duì)解碼視頻序列失真影響時(shí)需要反復(fù)解碼整個(gè)視頻序列，存在計(jì)算復(fù)雜度過(guò)高的問(wèn)題，為此本文又提出了一種利用模型估計(jì)失真的快速碼率分配方法。在假設(shè)殘差系數(shù)服從拉普拉斯分布的前提下，通過(guò)計(jì)算量化誤差，分析各幀之間預(yù)測(cè)關(guān)系，建立失真估計(jì)模型，并根據(jù)每一幀殘差系數(shù)的概率分布動(dòng)態(tài)更新模型參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種快速的碼率分配方法使解碼次數(shù)降低近50％，碼率分配平均運(yùn)行時(shí)間降低45.3%，而解碼視頻質(zhì)量的損失平均僅為0.04dB，說(shuō)