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随着多媒体技术和网络技术的迅猛发展,多媒体服务,尤其是以视频内容为核心的流媒体服务如视频会议、视频电话、视频点播等成为目前非常具有吸引力的应用领域。面对目前和将来日趋复杂的流媒体应用环境(异构网络、带宽波动、终端设备多样化、终端用户的个性化需求),需要视频编码体系能够在较低复杂度上提供时域、空域、质量和码率上的可伸缩特性,这对现有视频编码技术提出了新的挑战。
可伸缩视频编码就是针对上述的视频编码要求而产生的一种新的编码机制,它只需要编码一次,便可以在多个码率点甚至任意码率点进行截取来获得各种不同,较低质量的子码流,而恢复出的重建图像质量仍然是可接受的。
结合实验室现有国家项目要求,本文分别对精细粒度可伸缩编码和码率控制技术进行重点研究。
首先,针对MPEG-4标准中提出的精细粒度可伸缩编码(Fine GranularityScalable Coding,FGS)框架,提出一种基于加权预测的可伸缩性视频编码算法。通过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,达到既控制误差传播,又提高FGS编码效率的目的。实验结果表明改进后的FGS算法比原算法在同等条件下提高大约3.5dB。
其次,对JVT-G012提案中基于H.264的码率控制算法进行性能分析,并在此基础上提出自己的优化算法。具体从帧级和宏块级提出目标位的优化分配算法,从模型参数更新角度提出一种基于曼哈顿距离和二维滑动窗口机制的模型参数更新算法。实验结果证明:改进的码率控制优化算法在没有明显增加计算复杂度的条件下,提高了编码效率,并能实现码率的精确控制。
最后,将H.264的视频编码器和提出的码率控制算法嵌入至无线局域网可视电话终端的视频编码模块中;实现视频数据的采集、编码、实时传输、解码过程。经验证,本文提出的码率控制算法在低带宽和低时延环境下进行通信是非常有效的。