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《上海交通大学》 2007年
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精细粒度可分级编码技术和传输技术研究

李协  
【摘要】: 本文对精细粒度可分级编码技术和传输技术进行了研究,并在FGS增强层的码率和失真关系模型和FGS编码传输方法等方面取得一定的研究成果。本文的研究工作主要集中在如下几点。 首先,本文研究了FGS增强层码流的码率R和失真D之间关系。FGS编码器在对视频序列进行压缩编码时,会产生两种类型的压缩码流:基本层码流和增强层码流。基本层编码器通常是一个优化的编码器,如MPEG-4和H264编码器,而FGS增强层编码器则是对基本层(或者下级增强层)的重构图像和原始图像之间的差异进行编码。在采用DCT残差系数作为FGS增强层编码器的信源时,DCT残差系数的统计特性决定着FGS增强层的码率失真特性,而DCT残差系数的统计特性则是由DCT系数的统计分布特性和相应的量化过程所决定的。在研究DCT残差系数的分布过程中,本文发现采用的Laplacian分布模型通常会在分布尾部下降速度过快,和实际的DCT残差系数的分布有一些差异。本文采用了两种方法去解决这一问题。一是采用控制参数的方法,对基于纯Laplacian分布的RD模型进行了改进。二是采用混合分布的方法去描述实际的DCT残差系数的统计分布,从理论上推导和建立了码率R和失真D之间的关系模型。基于后者,本文提出采用了一种新的,混合Laplacian和Uniform分布(Mixed Laplacian and Uniform Distribution)的方法去描述实际的DCT残差系数的统计分布,利用均匀分布模型去描述实际DCT残差系数分布的尾部。本文的试验证明,本文提出的两种模型都表现出优于基于纯Laplacian分布模型的性能。 接着,本文研究了通过网络传送FGS压缩码流的传输技术。本文提出在FGS增强层的一个Bit-Plane Level内可以用一种混合线性逼近和指数逼近模型来表示RD之间的关系。基于这种混合线性逼近和指数逼近的RD逼近模型,本文采用最优化理论对FGS码流的传输过程进行优化,控制传输过程中的质量变化,使得解码端解码图形的质量变化变得平滑。本文提出了的两种FGS编码优化传输模型,第一种传输模型(CQxTAGS)是基于质量标记,结合混合线性和指数分布的RD关系模型的优化传输控制方法。试验的结果表明,CQxTAGS方法可以有效地降低解码视频序列之间的质量波动,使得解码序列更加适合人眼的观看。第二种模型(CQx)是基于Laplacian和Uniform分布的失真模型,结合基于混合线性和指数分布的RD关系模型的优化传输控制方法。CQx传输方法也表现出不错的性能。 本文还对分级编码传输系统在家庭环境中的应用模式进行了研究,对应用情景进行分析。家庭网络是分布在一个家庭范围内的网络,它的构成非常的复杂,而且多种形式的网络同时并存,这使得家庭网络设备之间的传输带宽是变化的,但是这些设备之间的连接是可以被实时监控的。基于OSGI和UPNP技术,本文采用服务模块化,分布化和单一化的架构设计了适合在家庭网络中应用的分级编码传输系统。 在研究过程中,本文工作的创新主要有如下几点: 1.改进了基于纯Laplacian模型的RD模型,改进模型可以更加有效地表征FGS增强层码率R和失真D之间的关系。 2.采用混合的Laplacian和Uniform分布(Mixed Laplacian and Uniform Distribution)的模型去描述实际的DCT残差系数的分布,本文提出了一种新的FGS增强层的码率失真模型,新模型对一个Bit-Plane Level内的码率R和失真D之间的关系进行了描述。 3.本文提出采用混合线性逼近和指数逼近的逼近模型去描述在一个Bit-Plane Level之内的码率R和失真D之间的关系。新的混合逼近模型比常用的线性逼近模型具有更高的逼近性能。 4.基于OSGI服务框架和UPNP AV技术,本文设计了在家庭网络中应用的分级编码传输系统。新的分级编码传输系统充分地利用家庭网络内的其他服务资源,更加的高效和稳健。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN911.2

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