论文部分内容阅读
率失真优化技术是视频编码中的关键技术,该技术基于香农率失真编码理论,在视频编码的比特消耗和编码失真之间取得合适的折中,为了在目标比特的限制下,获得尽量高的视频质量,达到率失真性能最优的目的。本文重点研究可伸缩视频编码中的率失真优化的相关问题以及率失真优化的应用。本文的主要工作如下：首先,针对H.264/SVC单层码率模型预测不准的问题,分析了头比特占总比特的比例与量化参数之间的关系,并成功拟合出了头比特的占比与量化参数之间的线性关系。通过该线性关系,推导出了残差比特的占比与量化参数之间的数学关系,从而得出一个全面考虑头比特与残差比特特性的单层码率模型。经过实验验证,本文改进的H.264/SVC单层码率模型有很高的预测精度。其次,针对H.264/SVC中没有合适的增强层残差MAD预测模型问题,本文借助H.264/SVC自底而上的编码结构,提出新的增强层残差MAD预测模型。H.264/SVC基本层的率失真模型就可以灵活地拓展到增强层。经过实验验证,本文改进的增强层残差MAD预测模型有很高的预测精度。最后,为了高效地解决CGS/空间可伸缩编码的比特分配问题,本文提出了一种基于本文所提率失真模型的比特分配算法。具体地,把可伸缩编码的比特分配问题公式化为每一个可伸缩层的最优量化参数选择问题。这样比特分配问题就可以被公式化为在每层目标比特的限制下,最小化总失真的最优化问题。进一步,引入拉格朗日乘数,把上述的限制优化问题转化为非限制优化问题。为了验证提出的比特分配算法的编码有效性,首先把所提算法实现到可伸缩视频编码参考软件平台JSVM上,然后在多种测试序列上进行验证。并以包括JSVM算法在内的两种之前可伸缩编码比特分配算法作为对比基准。实验结果表明,本文提出的比特分配算法的编码性能明显地提升了