基于宏块的渐进、精细可伸缩的视频编

渐进精细可伸缩(PFGS)的视频编码是面向Internet的视频流化应用中的一项重要技术,同MPEG-4标准中的精细可伸缩(FGS)的视频编码相比,PFGS视频编码具有更高的编码效率.然而,由于现有的PFGS方法以帧为单位来选择编码时的参考图像,因此该方法很难同时在编码效率和误差控制方面都取得好的效果.提出了一种灵活、高效的基于宏块的PFGS编码方法,并提出3种帧间(INTER)编码方式用于增强层宏块编码,其中的一个编码方式把原有的PFGS视频编码中的误差控制技术扩展到了宏块层.同时也提出了一个编码方式选择算法以确定每个增强层宏块的编码方式,由于该算法仅需用到时域预测信息,因此实现起来非常简单,并且性能稳定.实验结果表明,基于宏块的PFGS视频编码既能有效地消除低码率下的误差传递和累积,也能提高在其他码率下的编码效率.     

一种分层次B帧双向预测直接模式

分层次B帧是一种基于闭环运动补偿的时域可伸缩性视频编码,其特点是解码重构后的B帧可作为参考帧.针对分层次B帧的特点,提出一种新的B帧双向预测直接模式.通过挖掘相邻帧间的时域相关性,利用B帧作为参考帧时的前后向运动矢量进行时域缩放,精细当前块在直接模式下的运动矢量精度.仿真实验证明,该方法相对于传统的编码方式,编码性能增益平均提高0.46 dB.     

适用于增强层的帧间快速编码算法*

视频可伸缩视频编码方式有着较高的编码效率,然而也有着较高的编码时间代价,因此,结合可伸缩编码的特征来提高其编码速度显得很有必要。本文根据空间可伸缩编码的特征,提出了一种适合于增强层的帧间快速编码算法,具体来讲,如果基本层宏块采用帧内模式,则增强层对应宏块采用Intra-BL模式;否则,根据相关宏块模式的和采用不同的算法同时结合提前终止算法。实验证明,该算法在视频序列不太复杂或者复杂视频序列但是编码量化参数不太大的情况下,编码速度有着显著地提高,同时编码质量差别很小。     

RDWT域全相位子带运动补偿视频编码方法

当前小波视频编码技术的一个研究热点是如何提高运动补偿的效率．提出了一种基于RDWT（冗余离散小波变换）域的奎相位子带运动补偿视频编码方法．运动补偿过程在参考帧和当前帧的RDWT域进行，使用提出的RDWT小波块结构，利用RDWT域的全相位子带信息提高运动补偿效率．在RDWT域形成预测数据后变换到空域得到预测帧和残差帧，对残差帕进行DWT变换，SPECK小波系数编码．实验表明提出自寺方法获得了较好的编码效率．     

完全可伸缩视频编码的实现和改进*

提出了一种完全可伸缩视频编码的改进方法。首先给出了一种采用运动补偿时域滤波、二维离散小波变换和EZW编码的传统可伸缩编码方案,该方案将时间、空间、质量三方面的伸缩性有机地结合在一起,实现了完全可伸缩性能。针对运动补偿时域滤波技术中的GOP（group of pictures）结构和更新操作进行了改进,引入GOP结构自适应选择,降低系统内存需求和运算复杂度;采用基于人眼视觉系统特性的最小可觉差对更新操作中所引进的误差进行内容自适应修正。实验结果表明,编码效率和视频序列的重建质量都得到了显著的提高。     

基于纹理合成和视觉显著度的视频编码方法

针对现有基于纹理分析合成的视频编码方法难以对纹理实现自动分割的问题,提出基于纹理合成和视觉显著度的视频编码方法,将编码可移除的纹理宏块定义为宏块内图像信息包含在周围宏块中的宏块,被移除宏块移除后,能够使用周围宏块信息进行重建,同时,为了保证重建图像的主观质量,对视觉显著的图像区域,强制地不被标记为纹理移除块。在解码端,采用了全局运动补偿和纹理优化的组合方式对纹理移除宏块进行重建,以确保连续帧之间的纹理时空一致性。与H.264/AVC编码方法相比,在相同主观质量的情况下,本编码方法能够降低码率5%到20%,与Njiki-Nya Patrick等人提出的基于纹理分析合成的编码方法相比,本编码方法不但能够实现自动的纹理提取,在低码率端,编码效率提高一倍以上。     

基于SVC的空域增强层帧级错误掩盖算法

基于SVC空域增强层宏块编码模式的特点,提出一种增强层帧级错误掩盖算法,综合利用层间预测信息和时域直接模式TD下的运动信息,预测丢失帧中的宏块是否采用TD模式编码运动信息。对于符合判决条件的宏块,使用TD模式来产生其运动矢量,以提高运动矢量恢复的精确度,从而提升丢失帧的错误掩盖效果。实验结果表明,与原JSVM算法相比,该算法以很小的运算复杂度,使增强层序列的解码PSNR平均提高了0.23 dB。     

渐进、精细的可伸缩性视频编码

精细的可伸缩性的视频编码FGS（Fine Granular Scalable)是MPEG-4标准的视频流化框架中的关键性编码技术,由于在FGS编码方案中运动补偿是参考一个最低质量的重构层,因而编码效率较低。在这篇文章中,我们首先提出了一个渐进的精细可伸缩性的视频编码框架,简称为PFGS（Progressive Fine Granular Scalable),与MEPG-4中的FGS相比,PFGS编码框架试图在增强层的编码过程中采用多个高质量的参考来提高编码效率,这是因为高质量的参考可使运动预测更准确。但是,高质量的参考也会带来一些问题,首先,增加多个参考会使得PFGS编码需要更多的内存,同时也会增加其计算复杂性,因而在这篇文章中,首先将PFGS编码框架简化为只需采用一个额外的缓存来存储参考图像,而得到的编码效率几乎和原来多个参考一样,其次,在编码过程中,由于转换参考图像会造成增强层间编码系数的振荡,从而部分地抵消了采取高质量参考的优势。文中同时提出了一个有效的消除振荡的方法,即采用高质量的参考对所有增强层进行编码而用低质量的参考来重构以解决误差传播问题。实验结果表明,我们所提出的PFGS编码框架的编码效率能比MPGE-4中的FGS提高1dB以上,同时保留了FGS所有的优点,比如精细可调性,自适应网络带宽变化和差错恢复能力等。     

精细可伸缩视频编码中的增强层编码方法研究

提出了一种新的子带编码方法来对精细可伸缩视频编码中的增强层进行编码。在这种编码方法中,首先通过重排DCT残差系数形成子带,然后利用同一子带相邻系数的相关性来消除数据冗余。实验结果表明文章提出的增强层编码方法比原来的FGS增强层编码方法具有更高的编码效率。     

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.     

基于可伸缩视频编码的率失真优化编码算法*

可伸缩视频编码（SVC）可实现视频流空间、时间和信噪比的完全伸缩,但在差错信道上传输容易引起误差扩散,为此提出一种基于SVC的率失真优化编码算法。该算法在分析了差错信道下传输可伸缩视频流误差扩散失真的基础上,在率失真优化模型中引入时间和信噪比分级的误差分级参数,并根据信道状态自适应地确定宏块编码模式。该算法能够有效地抑制误码在各分层的扩散,提高了可伸缩视频流的鲁棒性。仿真结果表明,算法与以往的算法相比具有更好的抗误码性能,适合视频数据在差错信道上的传输。     

一种基于单环结构的扩展基本层FGS视频编码方法

可分级编码是解决Internet流视频应用中网络带宽不断波动的一种有效方法，所以MPEG-4标准中采用了FGS(fine granularity scalability)编码方法来获得精细颗粒可分级能力，但其代价是编码效率的下降。为解决此问题，现提出在增强层中采用运动补偿的MC加FGS(motion compensation加FGS)结构，用于去除FGS方案中增强层在时域上的冗余，以提高FGS方案编码效率的双环和单环两种方法。在比较了两种结构各自的优缺点后，选定了一种复杂度小、实现简单、效率高的单环结构，并提出了对单环结构的缺陷进行改善的方法。实验结果表明，该方法的编码性能优于MPEG-4 FGS方法。     

Two-Dimensional Channel Coding Scheme for MCTF-Based Scalable Video Coding

The motion-compensated temporal filtering (MCTF)-based scalable video coding (SVC) provides a full scalability including spatial, temporal and signal-to-noise ratio (SNR) scalability with fine granularity, each of which may result in different visual effect. This paper addresses a novel approach of two-dimensional unequal error protection (2D UEP) for the scalable video with a combined temporal and quality (SNR) scalability over packet-erasure channel. The bit-stream is divided into scalable subbitstreams based on the structure of MCTF. Each subbitstream is further divided into several quality layers. Unequal quantities of bits are allocated to protect different layers to obtain acceptable quality video with smooth degradation under different transmission error conditions. Experimental results are presented to show the advantage of the proposed 2D UEP scheme over the traditional one-dimensional unequal error protection (1D UEP) scheme. Comparing the proposed method with the 1D UEP scheme on SNR layers, our method gives up to 0.81-dB improvement for some video sequences     

基于可伸缩视频编码Hierarchical-B结构的恒定质量控制

针对H.264视频编码标准可伸缩扩展部分采用Hierarchical-B结构实现了时域上的可分级特性.同时与传统的IPPP或者IBP编码结构相比,在编码增益上也有较大的提高。但其特殊的预测结构会造成图像质量的抖动,在有快速运动和场景切换时此现象尤甚。提出了一种简单的基于PSNR和MAD的恒定质量控制算法,通过在帧级选择合适的量化参数来限制图像质量的波动范围。该算法在JVT规定的标准基础上进行了仿真,实验结果表明,PSNR的方差大幅减小,并基本接近目标PSNR。     

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。     

子带内运动补偿时域滤波的优化

在用提升算法实现子带内运动补偿时域滤波时,为了提高运动模型的有效性,探索了利用多假设预测技术以改善运动补偿。提出了更新算子的优化设计,以提高低码率下视频编码的可扩展性,并取得改善的重建视频质量。实验结果显示,优化的子带内运动补偿时域滤波,在保证运动估计精度下,通过合理选择时间滤波器,结合改善的提升实现中的更新操作,提高了编码系统的编码效率和可扩展性能。     

码率可分级小波视频编码算法的研究

对于多种视频传输业务,传统的分层可分级性已不能很好地满足要求,编码器需要提供码率可分级性.采用改进的零树小波编码算法生成了高性能的嵌入式码流,实现了一个码率可分级视频编解码器.而在码率可分级编解码算法中,同一码流需要在较大的码率范围内保持编码效率.目前的解决方案在目标码率提高时,重建图像的质量得不到有效的改善.指出了码率可分级编码算法不仅要考虑误差扩散问题,还要考虑帧间依赖关系,并提出了一种新的算法.实验结果表明,该算法使同一码流能在多种码率下提供更好的重建图像的质量,而且所提算法可用于其他采用运动补偿算     

H.264/SVC mode decision based on mode correlation and desired mode list

Design of video encoders involves implementation of fast mode decision (FMD) algorithm to reduce computation complexity while maintaining the performance of the coding. Although H.264/scalable video coding (SVC) achieves high scalability and coding efficiency, it also has high complexity in implementing its exhaustive computation. In this paper, a novel algorithm is proposed to reduce the redundant candidate modes by making use of the correlation among layers. A desired mode list is created based on the probability to be the best mode for each block in base layer and a candidate mode selection in the enhancement layer by the correlations of modes among reference frame and current frame. Our algorithm is implemented in joint scalable video model (JSVM) 9.19.15 reference software and the performance is evaluated based on the average encoding time, peak signal to noise ration (PSNR) and bit rate. The experimental results show 41.89% improvement in encoding time with minimal loss of 0.02 dB in PSNR and 0.05% increase in bit rate.     

一种基于中间视点的多视点立体视频FGS可分级方案

基于MPEG-4标准FGS可分级技术，提出一种将FGS可分级、视点可分级相结合的多视点立体视频可分级算法。该算法中，中间视点作为基本层进行编码，各视点均预测自中间视点，并产生各相应视点的FGS增强层。编码器结构中，分为I、P、B帧三种情况进行讨论，并针对这三种情况进行改进。所提方案具有灵活、广泛的可分级性能，能适应多种不同的传输需求。实验结果验证了该方案的多视点可分级性。