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随着互联网的发展和新型的多媒体业务出现,多媒体的应用环境变的越来越复杂,网络异构化以及终端设备多样化对传统视频压缩编码技术提出挑战。针对传统视频压缩编码技术不能满足未来应用需求的现状。联合视频组提出了一种新型的视频编码方法,即可伸缩视频编码(SVC,Scalable Video Coding)。可伸缩视频编码的编码器将原视频序列编码成一个基本层码流和一个或者多个增强层码流。当传输带宽有限时,编码端只发送基本层的数据,而接收端解码出来的视频质量也只是达到人们所需的基本要求。而当带宽足够大时,编码器则发送基本层和包含额外信息的增强层数据。利用基本层和增强层的数据解码,接收端能得到较好视频质量。本文在对H.264/AVC和SVC的关键技术研究的基础上,对基于感兴趣区域的可伸缩视频编码的方法展开了研究工作。
本文首先对H.264/AVC和SVC的关键技术进行了分析,在简要的介绍了H.264标准的特性后,重点研究了H.264中的FMO(Flexible Macroblock Order)技术。并详细描述了可伸缩视频编码中的关键技术,为本论文后续研究提供了理论基础。
然后,对运动目标的检测技术进行了研究。结合感兴趣区域的理论基础,并在C平台上对感兴趣区域的检测技术进行了实现,并分别采用改进基于块的帧间差分算法和基于宏块的运动矢量信息检测运动区域算法进行仿真测试,取得了预期的效果。
最后,将感兴趣区域与可伸缩编码技术结合起来,在JSVM平台上实现了基于ROI的可伸缩视频编码算法。先对ROI区域的宏块进行可伸缩视频编码,而非ROI区域的宏块被跳过。这样,将更多的带宽分配给ROI区域,即使带宽降低,ROI区域的图像的客观质量不会明显下降。然后,采用FMO技术与可伸缩编码技术结合的算法,该算法先用FMO技术将视频序列里的每一帧分割成前景和背景区域,然后再进行可伸缩视频编码,将更多的码流分配给前景区域,而背景区域只分配少量的码流,当网络带宽下降时,前景区域的主客观质量可以保持不变,只是背景区域的图像质量会下降。这两种算法都达到了基于感兴趣区域可伸缩编码的目的。