MPEG-4 FGS架构的视频编码器的研究与应用

文章介绍了一种基于MPEG-4的精细的可伸缩性编码(FGS)架构的视频编码器的软硬件架构。MPEG-4的FGS是为Internet视频流应用的需要最近发展出来的一种有效的视频编码方案。并结合FGS算法的特点,选择FGS算法中最适当的数据存储类型,节省了大量的外存带宽。     

基于MPEG-4 FGS的视频流量模型

目前MPEG-4精细颗粒度可伸缩性(Fine Graruldty Scalability，FGS)编码视频正成为视频流服务的一种主要的业务流，因此，针对MPEG-4FGS视频流量进行建模对于网络性能仿真和通信网络设计具有十分重要的意义。该文首先介绍了MPEG-4FGS编码原理，然后对MPEG-4FGS视频流量的统计特性进行了分析，在此基础上，提出了基于MPEG-4FGS的视频流量模型。实验结果表明，该模型能较好地拟合原视频帧序列大小，且能根据网络带宽的动态变化进行适应的码率分配。     

一种FGS视频网络传输的差错控制方法

根据FGS编码的特点，提出了一种应用于FGS解码器的错误恢复方法，并在该方法的基础上，提出了一种针对FGS编码视频流网络传输的差错控制方法。有效提高了FGS编码码流抵抗网络丢包的能力，同时对抵抗网络的突发连续丢包也有很好的作用。最后的实验结果证明，该方法可行有效。     

FGS码流在Internet上的鲁棒性传输研究

研究了在存在丢包的Internet环境下FGS(精细粒度可分级)码流的鲁棒性传输。分析了应用于网络视频流的FGS视频编码方案在存在丢包环境下的鲁棒性，并与不分级编码方案比较；利用FGS的分级特点，设计合适的数据包保护策略来增强它的传输鲁棒性，实验结果表明使用不等数据包保护策略，FGS比不分级编码方案有更好的传输鲁棒性。     

一种基于漏预测技术的FGS视频编码框架*

精细粒度可伸缩性（fine granularity scalability,FGS）视频编码是MPEG4标准的视频流化框架中的关键技术。以FGS编码框架为基础,针对FGS编码效率较低的特点,提出一种基于漏预测技术的视频编码框架。在改进的FGS编码框架中,通过引入漏预测因子,利用增强层参考和基本层的重构图像自适应形成增强层的时域预测信息,从而达到控制误差漂移,提高FGS的编码效率的目的。实验证明,改进的编码框架编码效率比FGS在同等条件下提高大约4 dB。     

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。     

精细粒度分层编码技术综述

随着Internet上流视频应用的增加，对于视频编码的要求也与以往有了变化，视频编码方法正经历了从单层到分层编码，再到嵌入式精细粒度分层编码（FGS）的变化，目前FGS技术已吸引了众多从事视频应用的公司和科研机构的注意，它有望成流视频的核心编码技术，本文主要介绍视频精细分层编码技术的产生，并分析了主要算法及其未来的发展趋势。     

一类MPEG-4 FGS流视频传输的质量定义及算法

对MPEG-4 FGS流视频的客观质量及质量变化指标的严格定义,是保证其在IP上有效传输以满足终端表示的可达主观质量的必要手段.基于PSNR（MSE）建立了MPEG-4 FGS流视频的相关客观质量和质量变化指标定义,提出了视频分段场景基础上的质量最优化问题,通过状态迁移图和动态规划解决了FGS流视频的最优传输策略问题.并且用试验数据对FGS流视频的优化传输的控制粒度及实时传输算法进行了对比分析.     

MPEG-4 FGS视频流量模型的仿真应用研究

针对MPEG-4 FGS可伸缩的视频流量,采用马尔可夫链调制的一阶自回归方法对其统计特性进行建模,通过与Trace流量的仿真结果对比,证明了该模型的有效性。在此基础上,提出了基于FGS流量模型的层次化速率控制方法,在NS-2中将该方法与三种典型的CBR层次流量模型方法对分层视频组播RLM协议性能的影响进行了仿真实验对比。仿真结果表明：采用CBR模型来模拟MPEG-4 FGS层次流量对RLM协议进行性能仿真评价存在较大的误差,采用所提出的基于FGS流量模型的层次化速率控制方法对自适应视频组播协议的性能进行仿真具有更好的精确性。     

一种实时无线网络自适应视频编码方案

MPEG-4中引入的精细可扩展性编码(FGS)具有网络适应力强、容错性能高、终端自适应等特点，但是与非可扩展性编码相比，编码效率与视频质量较低。文章在FGS的基础上，提出了一种自适应运动补偿精细可扩展性编码方案以及相应的控制算法。与传统的FGS相比，在同等网速率下，提高了视频质量近2db，并且提供了在容错能力、编码效率和终端解码能力三者之间的动态平衡。     

FGS视频均等质量流化算法

细粒度扩展编码(FGS:Fine-Granularity-Scalability)由于具有很强的灵活性和较好的视频流化性能已经被MPEG-4和H.26L等标准所采用。论文在相关研究的基础上,采用了基于滑动窗口的算法来进行FGS视频的均等质量流化。该算法通过FGS的失真模型,使用二分法对当前窗口中的所有帧进行速率分配。实验表明,该算法可以较好地实现速率的优化分配,使连续图像质量的变化更加平滑。     

下一代移动网络上的流媒体业务

下一代移动网络开展流媒体业务最大的问题是无线环境的时变性.本文在分析现有方式的基础上提出了一种移动网络FGS视频流自适应传输技术.然后介绍了在终端上实现无线流媒体业务的整个流程.     

可分级视频编码技术的研究

该文重点研究精细粒度可分级视频编码。首先,详细介绍了它支持的时域、空域、SNR粗粒度可分级(CGS)和SNR精细粒度可分级(FGS)编码的原理和实现;最后,对视频可分级编码技术的应用前景进行了总结。     

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。     

基于TD-SCDMA无线视频监控编码研究

该文在基于MPEG-4的FGS的基础之上,对其编码算法进行优化,提出适于TD-SCDMA无线网络的无线视频监控编码方案,仿真的结果表明基于MPEG-4的FGS具有较高的信噪比及视觉质量,能够较好的满足无线视频监控的需要。     

Fuzzy genetic sharing for dynamic optimization

Recently,genetic algorithms(GAs) have been applied to multi-modal dynamic optimization(MDO).In this kind of optimization,an algorithm is required not only to find the multiple optimal solutions but also to locate a dynamically changing optimum.Our fuzzy genetic sharing(FGS) approach is based on a novel genetic algorithm with dynamic niche sharing(GADNS).FGS finds the optimal solutions,while maintaining the diversity of the population.For this,FGS uses several strategies.First,an unsupervised fuzzy clustering method is used to track multiple optima and perform GADNS.Second,a modified tournament selection is used to control selection pressure.Third,a novel mutation with an adaptive mutation rate is used to locate unexplored search areas.The effectiveness of FGS in dynamic environments is demonstrated using the generalized dynamic benchmark generator(GDBG).     

精细可伸缩性视频编码算法的研究

在MPEG-4的视频流化框架中提出了精细可伸缩性视频编码FGS(FineGranularityScalable)算法,增强了码流对带宽的适应性和抗误码能力,但是在FGS增强层编码中使用的是栅格扫描方式,当大多数宏块被解码时,整帧图像的质量能够得到有效的提高,但是当某一层的码流不可用时,只有图象帧的上边缘区域得到增强,而不能有效地增强图象帧的感兴趣区域—图像的中间部分,该文提出了一种水环扫描方式(WaterRingScanning),先编码图像帧的感兴趣区域,然后再编码图像的其它部分,这样就能有效地提高解码后图像的主观质量,而且保留了FGS原有的各种优良性能。     

改进的多视点立体视频FGS可分级方案

针对现有多视点立体视频FGS（Fine-Granular-Scalability）可分级方案编码效率低的问题进行改进,充分利用相邻视点之间的相似性,适应解码端质量优先或视点优先的不同需求,提出一种折衷方案,其中分I、P、B帧三种情况,以中间视点作为基本层进行编码,其他视点均预测自相邻视点部分恢复的FGS增强层,以此为基础产生当前视点的FGS增强层。实验证明,该方案具有更为灵活、广泛的可分级性能,更能适应用户对视点图像质量和立体观感的需求。     

一种改进的基于滑动窗口的FGS码率分配算法

FGS使用灵活性强的位平面编码技术可平滑适应带宽变化。首先分析了现有基于滑动窗口的FGS码率分配算法时延大的不足,进而提出了一种低时延的改进算法。其根据相邻帧的差异程度,通过小滑动窗口插帧的方法来达到原来算法中大滑动窗口的效果。实验表明,在不降低太多码率分配效能的前提下,该算法能充分达到低时延的目的。     

信源-信道联合编码的FGS增强层视频传输研究

研究了基于IP无线网络中精细粒度可伸缩性（FGS）视频的侍输。基于包交换的IP无线网络通常由两段链路组成：有线链路和无线链路。为了处理这种混合网络中不同类型数据包的丢失情况，对FGS视频增强层数据运用了一个具有比特平面间不平等差错保护（BPUEP）的多乘积码前向纠错（MPFEC）方案进行信道编码。对FGS增强层每一个比特平面（BP），在传输层，采用里德——索罗蒙码（RS）提供比特平面间的保护；而在链路层，则运用循环冗余校验码（CRC）串联率兼容穿孔卷积码（RCPC）提供数据包内保护。还提出了一个率失真优化的信源——信道联合编码的码率配置方案，仿真结果显示出该方案在提高接收端视频质量方面的优势。