探析可伸缩视频编码的快速模式选择算法研究

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1、西南交通大学硕士学位论文可伸缩视频编码的快速模式选择算法研究姓名：胡祥斌申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：彭强20090301西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要传统的视频编码技术一般对视频信号进行单层编码，尽管已经具有相当高的压缩比，却未曾考虑编码后的码流的网络传输状况以及终端设备的处理能力，编码完成后码流即恒定，一旦网络带宽波动或者终端计算能力不能达到解码要求会造成码流传输失败或者不能解码。因此，迫切需要～种具有码流可伸缩性的视频编码技术。为此，ISO和ITU的联合视频工作组(JointVideoTeam，ⅣT)于2007年通过了具有可伸缩(

2、可分级)性能的视频编码标准(scalablevideocoding，SVC)。SVC采用基于“H．264扩展的实现框架’’，在保留和兼容H．264的高压缩性能的基础上，增加了时域，空域和质量可伸缩能力。基于H．264／AVC的扩展可伸缩编码，由于继承了H．264／AVC中设计精良的编码工具和增加层间预测技术，大大减少了可伸缩性编码和单层编码的编码效率差异，并且编码后的单个码流中具有时域，空域和质量及其组合分级能力，使得单个码流可提供多个可解码的子码流，这种具有可伸缩性能的码流能随网络传输状况以及终端用户的需要被灵活抽取。SVC的出现使得编码一次的码流可自适应网路传输和

3、多次被解码成为可能。SVC为提高编码效率，除了完成H．264所要求的操作外，还包括层间预测等多种关键的编码技术，这些技术的采用也相应的增加了编码器的复杂度。因此，降低SVC的编码器的复杂度成为当前视频领域的一个热点。本文首先详细分析了SVC的各种可分级技术，特别是对空域分级的层间预测技术给与重点阐述，对每种分级机制和码流抽取给出了相应的实验结果。本文然后详细分析了H．264和SVC的增强层的帧内预测模式选择，然后根据宏块编码模式的空域相关性和层间相关性，以及SKIP模式的特性，结合一种H．264中的自适应的帧内模式选择快速算法，提出了一种SVC的自适应的帧内模式选择快

4、速算法。该算法可以在帧间预测编码时可使至少80％以上的宏块自适应的快速跳过帧内预测模式判决。在不使用层间预测的两个空域单层编码的情况下对IPPPP序列类型可平均节省27％以上的编码时间。本文接着详细分析了一种基于空域分级和时域分级的帧间预测模式选择快速算法，并在JSVM9．8上实现了时域分级快速算法，利用层间运动信息预测机制，对该空域分级快速算法进行了改进。实验结果表明，基于SVC空域西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页分级和时域分级的帧间预测模式选择快速算法可显著节省编码时间，加快了编码速度。SVC是面向传输的视频编码标准，在论文的最后，根据SVC面向传输的特性，

5、设计和实现了基于SVC的视频传输演示系统，模拟网络带宽波动的视频传输和解码。关键词：H．264儿WC；可伸缩编码；帧内预测；帧间预测；率失真优化西南交通大学硕士研究生学位论文第1ll页AbstractVideosignalisencodedbythewayofsinglelayerinthepreviousvideocodingstandard,eventhoughthecodingefficiencyisveryhigh，butthenetworktransmissionconditionandthecomputablecapacityofterminaldevic

6、esisnotconsidered，SOoncethecodingisfmished，thebitstreamisfixed．Ifthebroadbandofnetworkfluctuatingortheterminaldevices’computablecapacityisnotenough，thetransmissionwillfailorthebitstreamthathasbeenreceivedcannotbedecoded．So，weneedanewvideocodingtechnologywhosebitstreamisfullofscalability

7、,andwhichdealwiththechallengeoftransmissionofcross—network．111eJVT(JointVideoTeam，ⅣT)presentanewvideocodingstandardwiththescalability．neemergingSVCchoosestheExtensionofH．264astheframework．nleExtensionofH．264incorporatesefficientlythefunctionofscalabilityoftemporal，spatialandqua