基于率失真优化的可伸缩视频编码码率分配

可伸缩视频编码的主要目标是生成空域、时域、质量可伸缩的视频流,其中如何进行有效的码率分配,以截取特定条件下最优的一段码流,对视频信号的网络传输十分重要。在研究现有JVTSVC中码率分配算法的基础上,提出了通过划分FGSNAL单元建立其近似的率失真特性曲线,从中选择构成凸壳的点作为率失真最优的候选截断点,并以此进行优化的码率分配的方法。在参考软件JSVM上的实现表明,对标准测试集中的序列截取相同需求条件下的码流时,相对于JVTSVC中现有率失真优化的码率分配方法,新方法的解码视频质量均有进一步的提高。     

MPEG-4的可伸缩视频编解码技术研究

回顾了目前的网络视频流服务，提出基于MPEG-4的可伸缩视频流服务。研究了其中的关键技术：利用MPEG-4的可伸缩码流，编程实现了MPEG的可伸缩解码。分析了在服务器端的MPEG-4的可伸缩编码依据时域可伸缩(即时域分辨率的变化)、空域可伸缩(即空域分辨率的变化)和对象的可伸缩(主要和次要对象的取舍)三个概念，对MPEG-4数据流进行分层，保证图像基本质量的为基本层数据，其它的则为各增强层数据，起着改善图像质量的作用。相应地，用户端也需要可伸缩解码器的支持，它能在收到完整的一层或几层数据后正确、快速地解码。     

一种基于小波域规则三角形网格运动补偿的可扩展视频编码方法

可扩展视频编码是指已编码码流在解码端能够进行部分解码,且重构图像的质量与接收到的信息量成比例变化,同时空域分辨率和时域分辨率可以根据解码端的要求改变。为了提供小波编码视频码流的高度可扩展性,提出了一种基于小波域规则三角形网格运动补偿的可扩展视频编码方法。该方法首先对参考帧使用冗余离散小波变换(RDWT)进行分解,并在RDWT小波域使用网格运动模型进行运动补偿,以提高运动补偿效率;其次在编码阶段则采用基于子带扫描顺序的改进SPIHT技术来保障码流的可扩展特性。实验表明,该方法在获得较高编码效率的同时,还提供了码流的高度可扩展特性。     

基于空-时域视觉敏感度的码率分配算法

新一代高效视频编码HEVC(High Efficiency Video Coding)标准中,λ域的码率控制采用自适应码率分配策略,其主要根据前一参考帧对应参考单元的码控参数来调整当前编码单元的码率分配参数。但是,这种码率分配策略下的编码结果不适合于人类视觉特性。提出一种基于空-时域视觉敏感度的码率分配策略,采用一种恰可感知失真JND(Just Noticeable Difference)模型来获取一帧图像空域上的最大视觉失真值。通过对最大失真值计算,得到每个编码树单元CTU(Coding Tree Unit)空域敏感度权重。利用相邻帧在时域上的变化,获取帧级的码率分配比例。根据帧间变化得到自下而上的视觉关注度,从而计算出每个编码树单元在时域上的敏感度权重。结合空域与时域的视觉敏感度,获得基于空-时域的码率分配权重,将码率按照视觉特性合理的分配到每个编码树单元。实验结果显示,该算法可以有效提高码控的主观质量,同时降低码率波动。     

一种利用FMO特性实现ROI可伸缩编码的方法

为了在限定带宽下得到更好的编码效率和视频质量,在对现有的感兴趣区域(Regions Of Interest, ROI)可伸缩编码进行分析的基础上,提出了一种利用H.264框架下的灵活宏块排序 (Flexible Macroblock Ordering, FMO) 特性实现基于ROI的分层可伸缩编码方法.该方法通过改善低带宽下ROI优先编码传输方式及时空域码流分配方案,克服了现有的ROI编码方法带来的边界效应和运动错位现象,在增强视频的整体主观质量的同时提高了码流的可伸缩性.仿真和统计试验结果表明,在较低带宽下,所提出的方法在编码性能和主观视觉效果上有较大的改善.     

空间可扩展视频编码中增强层上的帧内预测算法研究

针对空间可扩展视频编码,提出了一种新的增强层上的帧内预测算法。该算法充分考虑了相邻层间所固有的空域相关性,在无法正确获取本层邻块预测值的情况下,利用基本层上插值放大后的解码,通过重构宏块来对增强层上的编码宏块进行帧内预测。此外,还在预测过程中,通过引入与图像纹理特征相关联的自适应加权因子对(Wv,Wh)来进一步提高新算法的编码性能。实验结果表明,与H.264标准中的帧内预测算法相比,新算法在保持原有码率和不增加额外的计算复杂度的前提下,可一定程度地提高亮度分量的PSNR值,因此可以作为空间可扩展视频编码中增强层上的帧内编码方案。     

一种适宜于传输的视频编码方案

可伸缩视频编码方案因其能够适应不同带宽的网络以及不同的终端,近年得到了极大的发展,本文介绍了可伸缩编码方案所用的关键技术-基于运动补偿的时域滤波器(MCTF)、空域可伸缩、SNR域可伸缩,并提出了一种新的码流组织与选取方案.     

基于宏块的具有时域和SNR精细可伸缩性的视频编码

提出了一个高效灵活的视频编码方法，称为基于宏块的具有时域和SNR精细可伸缩性的视频编码方法（简称为PFGST视频编码方法），将原有的基于帧的渐进精细可伸缩的视频编码技术扩展为基于宏块的编码技术，即增强层编码中运动补偿和重建时所用的参考信息是基于宏块选择的而不是基于帧、然后将时域可伸缩特性引入到基于宏块的渐进精细可伸缩的视频编码中，从而实现了PFGST编码方案，在时域可伸缩的增强层编码中，根据运动补偿中使用的参考宏块的不同，提出了时域可伸缩增强层宏块编码的两种方法，由于在时域可伸缩的增强层编码中使用高质量的参考宏块不会造成任何误差传播，因此通过选用最佳的参考宏块，PFGST方法的编码效率得到了显著的提高，实验结果显示，同MPEG－4标准中的FGST编码方法相比，基于宏块的PFGST视频编码技术的编码效率提高了2．8dB，并且同样具有FGST的所有特性，即可以根据不同的通道，客户和服务器的需求来分别支持精细的SNR可伸缩特性，时域可伸缩特性和SNR－时域混合可伸缩特性。     

基于长支集小波的可伸缩视频编码及其并行实现

离散小波变换由于具有良好的时空频率局域性和多分辨率特性，已经成为可伸缩视频编码的理想工具．可伸缩视频编码只需编码一次就可产生完全可伸缩的嵌入式码流，对码流的一部分解码可以得到不同质量和时空分辨率的视频、本文在MC-EZBC的基础上，通过采用提升型长支集小波进行亚像素精度的运动补偿时间滤波和空间分解实现了对MC—EZBC的改进，在中高码率时的性能可与H、264／AVC相比较．在南开之星上实现了并行编码，取得了较高的加速比．     

OpTrans:一个率失真优化的MC-EZBC转换编码算法

可伸缩性视频转换编码算法是大型分层视频组播系统层次化代理自适应机制的核心技术.好的转换编码算法不仅要满足拥塞速率控制的要求,而且要使分层视频组播流中的增强层数据以率失真优化的方式进行截断,以提高接收者的接收效能.本文对可伸缩三维小波编码算法MC-EZBC视频转换编码的联合率失真目标函数和优化算法进行了深入研究,提出了率失真优化的MC-EZBC转换编码算法及其分层速率控制方法.对比实验结果表明,采用了联合率失真优化后的转换编码码率控制方法比原有的按顺序截断方法可提高平均视频质量PSNR0.3-0.5dB,进而可优化大型分层视频组播系统的整体效能.