可伸縮視頻編碼的差錯(cuò)控制方法研究.pdf

1、可伸縮視頻編碼(ScalableVideoCoding，SVC)，作為H．264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的可伸縮擴(kuò)展，是目前解決視頻應(yīng)用環(huán)境中存在的網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性和終端用戶多樣性的有力工具。它能提供一個(gè)單獨(dú)的多層嵌套碼流，并可根據(jù)需要從這個(gè)碼流中抽取若干子碼流，以滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的限制以及終端用戶對(duì)視頻在空間、時(shí)間和信噪比(Signal-To—NoiseRatio，SNR)等方面的需求。盡管SVC能充分利用視頻在空間、時(shí)間和層間的冗余信息來(lái)提高

2、編碼效率，但是在易錯(cuò)信道(如無(wú)線通信網(wǎng))的解碼端，某一段碼流(Bit—stream)的傳輸誤差很容易影響到當(dāng)前幀、時(shí)間后續(xù)幀以及后續(xù)層幀的正確解碼，導(dǎo)致視頻質(zhì)量大大降低。差錯(cuò)控制(Errorcontrol)是解決視頻碼流在易錯(cuò)信道傳輸造成視頻主客觀質(zhì)量下降的有效工具，能在視頻通信系統(tǒng)的編碼端、解碼端或者傳輸信道中實(shí)現(xiàn)。研究適用于SVC的差錯(cuò)控制技術(shù)具有一定的理論意義和重要的實(shí)用價(jià)值。 本文基于SVC框架，研究并提出多種差錯(cuò)控制技

3、術(shù)，主要工作以及創(chuàng)新之處在于： 1)提出SVC解碼端的錯(cuò)誤隱藏(Errorconcealment)技術(shù)。 本文根據(jù)SVC的特點(diǎn)，分析了利用空間、時(shí)間和層間正確接收的信息對(duì)丟失數(shù)據(jù)進(jìn)行重建的同層錯(cuò)誤隱藏和層間錯(cuò)誤隱藏方法。此外，提出基于OBMC(OverlappedBlockMotionCompensation，重疊塊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償)的層間錯(cuò)誤隱藏，用來(lái)應(yīng)對(duì)增強(qiáng)層出現(xiàn)丟包的情況。 2)提出SVC編碼端的容錯(cuò)編碼(Erro

4、rresilientcoding)技術(shù)。 本文提出的容錯(cuò)編碼是在編碼端對(duì)SVC碼流加入一定量的冗余，以使解碼端在丟失部分?jǐn)?shù)據(jù)的情況下，能在一定程度上盡量減少視頻質(zhì)量損失，從而提高視頻在丟包環(huán)境的率失真性能(Rate—Distortionperformance)。根據(jù)SVC的層間編碼的特點(diǎn)，本文提出基于幀內(nèi)宏塊刷新的方法——LA—RDO(Loss—AwareRate—DistortionOptimization)算法，并被JVT(

5、JointVideoTeam)接受。另外，針對(duì)在增強(qiáng)層發(fā)生丟包的應(yīng)用環(huán)境，提出層間錯(cuò)誤隱藏優(yōu)化的容錯(cuò)編碼方法。 3)提出SVC傳輸級(jí)的容錯(cuò)轉(zhuǎn)碼(Errorresilienttranscoding)技術(shù)。 本文提出的容錯(cuò)轉(zhuǎn)碼是傳輸級(jí)的差錯(cuò)控制方法，它是在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，根據(jù)解碼端反饋回來(lái)的某一網(wǎng)絡(luò)的丟包狀況，在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)邊界點(diǎn)對(duì)SVC碼流進(jìn)行容錯(cuò)優(yōu)化。該方法在SVC中首次提出，不僅能提高碼流的容錯(cuò)能力，且能保證經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)碼器的碼

6、流輸入輸出比特率的一致性。 4)提出SVC編碼端的可丟數(shù)據(jù)自適應(yīng)(Discardabledataadaptation)技術(shù)。 本文提出的方法是在編碼端使用具有容錯(cuò)能力的數(shù)據(jù)分割(Datapartitioning)和條帶組(Slicegroup)編碼技術(shù)，將SVC碼流的基本層數(shù)據(jù)分為可丟和不可丟兩種類型。在完全丟掉基本層可丟類型數(shù)據(jù)時(shí)，提高單播(Unicasting)增強(qiáng)層視頻的率失真性能并正確解碼。 相對(duì)于單層編