分层视频编码技术及其在网络传输中的应用

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1、分层视频编码技术及其→网络传输在网络传输中的应用传输覆盖网络分层视频编码技术及其在网络传输中的应用◎孙华深圳市天威视讯股份有限公司工程师【提要】本文对分层编码技术的工作原理进行了初步分2视频编码析与探讨，并对分层视频数据流如何在网络中进行有一般说来，视频编码分为非扩展(unscalable)性视频编码效传输进行了描述。和扩展（scalable）性视频编码两类。【关键词】分层视频编码基本层增强层扩展拥(1)非扩展(unscalable)性视频编码塞控制非扩展性视频编码是将完整的视频内容压缩成一个固定码率的比特流（bit-stream），它是面向存储的视频压缩编码1引言技术，因此

2、不适合用于视频流的网络传输。(2)扩展（scalable）性视频编码/分层视频编码(Layered随着互联网技术的飞速发展，人们对视频通信的需求变VideoCoding)得越来越迫切，视频点播、视频会议、可视电话、可视教学扩展性视频编码是将视频内容压缩成多个子比特流等一系列视频应用正在成为一种全新的时尚被人们所广泛接（Substream），其中一个比特流作为基本位流，形成基本层受。如何更好的利用Internet网络向人们提供视频服务，成为(BaseLayer)视频数据流，解码器可以对其进行独立解码，并业界所关注的焦点。新一代视频编码、传输技术为我们在产生粗糙质量的视频序列；而

3、其它的比特流则形成增强层Internet互联网上实现视频点播无所不在、可视通信无所不达（EnhancementLayer）视频数据流，解码器必须依靠基本位流的视频效果提供了强有力的技术解决手段。才能对其进行解码，解码后的视频质量将大大优于仅依靠基众所周知，要在互联网上开展高质量视频通信服务要求本位流解码的视频质量。因此，我们又把扩展性视频编码技网络提供高带宽、低时延、小抖动、低丢包率等十分严格的术称为分层视频编码(LayeredVideoCoding)技术，通过将视技术要求。而Internet网络是由多种异构网络所组成的一个网频信息进行分层，动态调整编码速度，以适应不同网络环

4、境络集合，仅接入类型就有xDSL、HFC、Ethernet、卫星、无线下网络带宽所发生的变化，具有网络带宽适应能力，特别适等多种接入方式，这决定了Internet网络在不同的异构网络中用于网络传输。在分层视频编码方式下，如果我们要得到最所能提供的网络带宽、时延、抖动、丢包率等都不尽相同，佳的视频解码效果，必须对所有比特流（基本层和增强层）视频流在异构网络中所能体现出来的传输特性也不一样。进行解码还原，当视频信息在网络传输过程中出现比特流丢目前，Internet网络非常成功的实现了提供“尽力而为”失，那么解码效果将视比特流的丢失程度，引起相应的视频的数据业务服务，但是对于提供实

5、时视频通信服务还面临着质量劣化。严峻的挑战，必须能根据网络带宽、延时、抖动等综合因素动态地调整视频流量才能保证实时视频业务的有效传输。分层扩展视频编码技术有效地为我们提供了一种在异构网络环境中，在出现网络拥塞的情况下，动态实现视频图像有效编码与传输的解决途径。84Radio&TVBroadcastEngineeringJUL.2005分层视频编码技术及其在网络传输中的应用→网络传输传输覆盖网络(1)时间分层编码：是指以相同的空间分辨率、不同的帧率将原始视频信息压缩成两层——基本层和增强层，所谓不同的帧率就是对视频帧序列进行时间采样（即抽帧），以此来改变帧率。通常将I帧和P帧（

6、前项预测帧）作为基本层，以低帧率进行编码。将B帧(双向预测帧)作为增强层，以较高的帧率进行编码。因为B帧本身不作为运动补偿的基准帧，B帧的丢弃对其它各帧的质量没有影响。当然，P帧也可以作为增强层，但是由于P帧是对前后的B帧和后继的P帧进行解码的基准帧，因此，丢弃P帧将直接或间接影响前后B帧和P帧的解码。(2)空间分层编码：是指以相同的帧率、不同的空间分辨率将原始视频信息压缩成两层——基本层和增强层，所谓不同的空间分辨率就是对视频序列帧进行空间采样。基本层以较低的空间分辨率进行编码。增强层在基本层的基础上形成高分辨率图像的空间预测。这样，空间抽样随着层次的增加，分辨率逐渐提高，

7、同时码率也越来越高。解码器可以根据接收端的需要，在一定带宽速率的限制下接收不同层的视频信息，从而获得最好视频接收效果。如果基本层的空间分辨率和增强层的相同，这时空间分层解码器等同于一个SNR分层解码器。(3)信噪比(SNR)分层编码：是指以相同的帧率和空间分辨率将原始视频信息压缩成两层——基本层和增强层，且这两层的量化精度不同。基本层比特流经过可变长解码器(VLD)解码，然后进行反量化，产生重建后的DCT系数，是对基本层信息进行粗量化。增强层比特流进行可变长解码，然后进行反量化，产生DCT系数的增强残差