可分級與高效視頻編碼中關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、以視頻為核心的多媒體通信在過去的20年間得到了迅猛的發(fā)展。大量數(shù)字視頻壓縮算法的不斷涌現(xiàn)令視頻傳輸和存儲的效率越來越高。與此同時，無線與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的爆炸式發(fā)展也深刻的影響著視頻應(yīng)用的發(fā)展。為了滿足人們越來越多樣和越來越高質(zhì)量的視頻應(yīng)用需求，ITU-T和ISO/MPEG制訂了一系列的視頻壓縮編碼國際標(biāo)準(zhǔn)，目前最新的國際標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC以其良好的壓縮性能和友好性得到了廣泛的認(rèn)同和使用。
　　 近年來，視頻編碼的發(fā)展逐漸顯現(xiàn)出兩個

2、趨勢。一方面，越來越廣泛的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及終端環(huán)境下的視頻應(yīng)用，對壓縮后視頻流在傳輸和使用過程中的適應(yīng)性和容錯性提出了新的要求。作為解決這一問題的有效手段，可分級視頻編碼成為研究的重點，而H.264/AVC也相應(yīng)的推出了可分級編碼的擴展，即H.264/SVC。另一方面，視頻應(yīng)用將可預(yù)見的逐步向更高清晰度、更高質(zhì)量的方向發(fā)展，進一步提高視頻壓縮編碼效率的需求仍舊很迫切。為了解決這一問題，ITU-T和ISO/MPEG又在為推出為下一代的視頻編碼國

3、際標(biāo)準(zhǔn)而努力。
　　 本論文的研究主要圍繞可分級視頻編碼和面向下一代高效視頻編碼的若干技術(shù)展開，并取得了以下創(chuàng)新點：
　　 1.針對H.264/SVC空間分級增強層編碼的快速模式選擇算法由于H.264/SVC空間分級增強層采用了更多的編碼模式，對實時編碼器設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。本算法通過利用了層間宏塊模式的相關(guān)性、層間編碼QP的相關(guān)性減少可用編碼模式個數(shù)，而后利用相鄰宏塊的相關(guān)性提前終止模式選擇過程，從而避免了在對壓縮效率無益

4、的模式上耗費計算資源。大量的編碼實驗表明該算法在大大加快整體編碼速度的同時，并沒有對編碼器的壓縮性能帶來損傷。
　　 2.基于自適應(yīng)濾波器的H.264/SVC層間幀內(nèi)預(yù)測的改進技術(shù)
　　 由于H.264/SVC空間分級編碼的層間幀內(nèi)預(yù)測采用的上采樣濾波器是一維多相位4抽頭FIR濾波器，其在抗混迭失真性能和保持圖像二維特性等方面存在著不足。本論文中提出了兩種利用自適應(yīng)Wiener濾波器對層間幀內(nèi)預(yù)測的改進技術(shù)，即采用二維自

5、適應(yīng)上采樣濾波器的層間幀內(nèi)預(yù)測算法和針對層間幀內(nèi)預(yù)測結(jié)果的二維自適應(yīng)優(yōu)化濾波算法。這兩種方法都能有效的克服現(xiàn)有的層間幀內(nèi)預(yù)測機制在預(yù)測性能上的不足，令預(yù)測的準(zhǔn)確度大大提高。實驗表明，這兩種算法最終都能使H.264/SVC幀內(nèi)編碼壓縮效率得到有效提升。
　　 3.用于B宏塊編碼的新的雙向運動矢量預(yù)測技術(shù)
　　 由于B宏塊具有良好的去除幀間相關(guān)性的特性，因此在當(dāng)前和未來的視頻編碼中得到大量使用。本算法針對B宏塊的雙向預(yù)測模式