视频转码技术

视频转码技术是多媒体通信领域新的研究热点。首先介绍了已有的几类转码算法，然后以MPEC—2到MPEG-4的转码为例，探讨了转码中的关键技术，并给出了转码参考结构，最后介绍了转码进一步的研究方向。     

重构内部宏块在视频转换编码中的应用

视频空间分辨率下变换转换编码过程的运算量较大,受实时性、输出码率的限制,转换后的图像质量会有一定程度的下降。为了改善转换后码流的质量,同时又不会大幅增加计算量和输出码率,提出了综合考虑相邻宏块的运动矢量的集簇状态及其残差信息的情况,判断下变换后宏块纹理信息和运动矢量的失真情况,然后动态地选择一种转换编码算法。实验结果表明,使用该方案进行转换编码后,码流的质量有一定提高,同时避免了进行大范围运动搜索和引入大量内部编码的宏块。     

视频转码应用分析

在视频会议系统中还有日常拍摄处理视频时,需要利用视频转码技术对传统和新兴视频流进行格式转换。使用转码的意义在于可以在不损失任何视频质量的前提下节省高达50％的网络带宽。转码的分类按照媒体格式可分为音频转码、视频转码,视频转码比较出名的有暴风转码、格式工厂,音频转码用大众的千千静听就能满足使用需要。本文以转码应用为研究对象,进一步分析软件转码技术的应用。     

分布式系统Hadoop 平台的视频转码

在研究了目前主流的视频转码方案基础上,提出了一种分布式转码系统。系统采用HDFS（Hadoop Distributed File System）进行视频存储,利用MapReduce思想和FFMPEG进行分布式转码。详细讨论了视频分布式存储时的分段策略,以及分段大小对存取时间的影响。同时,定义了视频存储和转换的元数据格式。提出了基于MapReduce编程框架的分布式转码方案,即Mapper端进行转码和Reducer端进行视频合并。实验数据显示了转码时间随视频分段大小和转码机器数量不同而变化的趋势。结果表明,相比单机转码,提出的系统在采用8台机器并行转码时,可以节约80％左右的时间。     

基于应用的转码过程中的QP映射

主要论述了在H.264或者AVS(信息技术先进音视频编码系列标准)到MPEG-2转码过程中的QP(quantization parameter)映射问题。通过分析理论无失真的映射曲线(以下简称理论曲线)的数据保真和码率特性,发现了理论曲线和实际应用(高质量视频应用,有限带宽网络视频传输,质量自适应调整的视频点播)的不适应之处,基于对上述不同应用的具体分析,得到了一系列对应于应用的QP映射曲线,可以很好地满足相对应的应用要求。同时提出了利用这些H.264/AVS到MPEG-2转码过程中的QP映射曲线的几点建议。     

视频转码技术研究现状与最新进展

简要回顾了视频转码技术的研究发展状况, 系统地归纳了各种转码方法, 分析了相关的转码算法的特点. 针对最新压缩标准 H.264 的出现, 文中特别介绍总结了最新出现的转码方面的研究成果. 最后, 分析了转码研究未来的发展和可能存在的难点和问题.     

一种改进的降尺寸视频转码算法

在Diversity &; Importance架构的基础上提出一种改进的空间降尺度视频转码算法,利用方差作为转码目标宏块的运动矢量测度因子,并通过自适应阈值的分类方法对不同视频序列选择合适的重编码模式。该算法比传统的运动矢量合成方法提高了约1dB的PSNR,在保持较高转码图像质量的同时有效地控制了编码长度,其转码后码流长度只相当于AMVR-DIM方法产生码流的40%~95%。     

恒定速率视频编码转换码率控制策略

分析了恒定速率视频编码转换缓冲区的状态，导出了编码转换缓冲区为防止解码器缓冲区下溢和上溢应满足的条件，建立了视频编码转换模型。并使用小波变换系数来表征图像特征，提出了基于图像特征的码率控制策略。模拟实验表明，该码率控制策略能有效地减少、避免缓冲器出现上、下溢的情况，使输出码率趋于稳定，提高了重建视频图像的信噪比。     

Modeling and Optimization of Meta-Caching Assisted Transcoding

The increase of aggregate Internet bandwidth and the rapid development of 3G wireless networks demand efficient delivery of multimedia objects to all types of wireless devices. To handle requests from wireless devices at runtime, the transcoding-enabled caching proxy has been proposed to save transcoded versions to reduce the intensive computing demanded by online transcoding. Constrained by available CPU and storage, existing transcoding-enabled caching schemes always selectively cache certain transcoded versions, expecting that many future requests can be served from the cache. But such schemes treat the transcoder as a black box, leaving no room for flexible control of joint resource management between CPU and storage. In this paper, we first introduce the idea of meta-caching by looking into a transcoding procedure. Instead of caching certain selected transcoded versions in full, meta-caching identifies intermediate transcoding steps from which certain intermediate results (called metadata) can be cached so that a fully transcoded version can be easily produced from the metadata with a small amount of CPU cycles. Achieving big saving in caching space with possibly small sacrifice on CPU load, the proposed meta-caching scheme provides a unique method to balance the utilization of CPU and storage resources at the proxy. We further construct a model to analyze the meta-caching scheme. Based on the analysis, we propose AMTrac, Adaptive Meta-caching for Transcoding, which adaptively applies meta-caching based on the client request patterns and available resources. Experimental results show that AMTrac can significantly improve the system throughput over existing approaches.      

面向移动网络的实时视频转码系统

针对宽带IPTV视频源向移动网络和移动终端提供视频服务需要解决的视频转码问题,设计开发以软件方式实现的实时视频转码系统,可将MPEG-4格式的高码率、高分辨率节目源实时转换为适合移动网络和移动终端的低码率、低分辨率视频。在误差补偿转码框架的基础上,提出一种自适应的转码时延保证方法,解决了转码计算复杂性和转码质量均衡的关键技术问题,保证了转码系统的实时性。测试结果表明,实现的转码系统视频转换质量损失少、实时性高。     

降低空间分辨率视频编码转换方法

根据漂移误差与帧间编码块的运动活动性的关系,提出了一种自适应帧内刷新方法。该方法根据目标比特率和实际比特率的差值,动态地调整阈值,从而有效地减少了帧内编码的比特率,保持了对差错的鲁棒性,限制了差错的时间传播。同时,根据率失真定理,在保证失真最小的情况下,为帧内不同的宏块选用最佳的量化系数。仿真结果表明:文中提出的方法有效地平滑了缓冲器的输出,同时峰值信噪比也有所提高。     

恒定速率视频编码转换码率控制策略

分析了恒定速率视频编码转换缓冲区的状态,导出了编码转换缓冲区为防止解码器缓冲区下溢和上溢应满足的条件,建立了视频编码转换模型.并使用小波变换系数来表征图像特性,提出了基于图像特征的码率控制策略.模拟实验表明,该码率控制策略能有效地减少、避免缓冲器出现上、下溢的情况,使输出码率趋于稳定,提高了重建视频图像的信噪比.     

一种视频转码快速运动估计算法

提出一种基于输入码流信息的视频转码快速运动估计算法。该算法利用输入码流的运动矢量和系数信息合成预测运动矢量,分析当前宏块对应转码前区域宏块运动矢量的一致性,结合图像的运动活跃性,自适应地调整编码运动估计的搜索策略。实验结果表明,与菱形搜索算法相比,该算法能够降低20%以上的编码时间,同时保持良好的图像质量;与AMVR-DIM算法相比,其运算性能和图像质量均有所提高。     

高效Unicode／GB编码转换算法的设计和实现

为了在存储空间和运算能力严格受限的嵌入式系统中实现Unicode和GB2312编码的相互转换,设计了一种高效率的编码转换算法.该算法通过提取数据表中公共部分实现压缩存储,采用索引和二分法查找相结合的方式进行快速查找,和传统的转换算法相比约节省25%的存储空间,查找效率最高约提高3倍.该算法可在无操作系统支持的嵌入式系统中实现汉字编码之间的高效率的转换.     

降低空间分辨率视频编码转换方法

根据漂移误差与帧间编码块的运动活动性的关系，提出了一种自适应帧内刷新方法。该方法根据目标比特率和实际比特率的差值，动态地调整阈值，从而有效地减少了帧内编码的比特率，保持了对差错的鲁棒性，限制了差错的时间传播。同时，根据率失真定理，在保证失真最小的情况下，为帧内不同的宏块选用最佳的量化系数。仿真结果表明：文中提出的方法有效地平滑了缓冲器的输出，同时峰值信噪比也有所提高。     

一种基于组播的视频转码系统的设计与实现

视频会议是一种支持人们远距离进行实时信息交流、开展协同工作的应用。基于组播骨干网(MBone)的视频应用已成为研究的热点。目前,在组播视频会议中,视频发送者基本上都是按事先设定的带宽进行数据发送。这种按固定速率发送视频的方式无法同时满足所有接收者对视频质量的要求。该文提出并实现了一个视频转码系统,该转码系统被配置在窄带网络和宽带网络的连接处,一方面接收来自宽带网络的组播视频数据,另一方面能够针对窄带网络的可用带宽对接收到的视频数据进行码率转换,实时降低输出视频的码率并将转码后的视频发送到另一个组播组,使窄带网络上的用户能通过该组播组参与视频会议。     

图像转换代理服务器及其在Internet中的应用

在Web服务器和客户机之间设置代理服务器，可以使不同性能的客户机浏览Internet的内容。通过分析图像在网页源文件中的表示方法，可以推断出图像在网页中的意义。根据图像在网页中的意义、客户机的性能、网络带宽和用户设置，代理服务器采用不同的转换方法和策略进行图像的转换，对图像重新编码，使转换后的图像适应于不同的客户机。