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基于MPEG-4的视频可伸缩性编码的研究

胡俊  
【摘要】:随着视频图像压缩编码技术的发展,一系列国际标准的相继出台,数字视频等多媒体数据在各种领域得到应用。但是,由于IP网络存在着延时、误码、丢包、带宽波动等问题,并且仅提供尽力而为的服务(Best-effort Service),使得其无法为实时视频传输提供服务质量(Quality of Service.Qos)的保障,这给视频压缩提出了很大的挑战;同时,由于网络的异构性和接收设备的多样性,传统的面向存储的视频编码(在某一固定码率条件下达到视频质量最优)产生的视频流已经不适合网络环境下的传输,因为它难以同时获得带宽利用的有效性和服务质量的灵活性。因此,研究一种面向网络环境的实时视频压缩和传输方法是很有必要的,在这方面可伸缩性编码(Scalable Coding)在一定程度上达到了这一要求。而本文正是针对压缩视频传输中的一些关键技术,进行了充分的研究并提出一些改进的方法。 为此,论文首先总结了视频压缩编码的一些知识,包括视频压缩编码的原理和关键技以及部分编码标准等一些概念;然后,详细介绍了精细可编码技术(Fine Granularity Scalability FGS),主要包括精细可编码的概念,分类并列举了几种常用的视频伸缩编码方法。接着,详细分析了FGS编码中存在的一些问题。并针对FGS编码效率低的缺点,介绍了两种提高其编码效率的方法的同时,提出了一种改进的FGS编码方案,在增强层的编码中,以高质量的参考作为预测,并且引入漏预测技术,通过漏预测因子η(0≤η≤1)来控制误差的积累和传播,使得积累的误差进行递归衰减,从而达到改善视频质量的目的。同时在本文构建的视频编码框架上实现了FGS编码算法和改进的FGS编码算法,实验结果表明,改进的FGS编码算法在中低码率条件下平均提高了编码效率约0.3B。之后,本文跟踪分析并实现了渐进的精细可伸缩性编码算法,并进一步讨论了基于宏块的PFGS编码。为了提高PFGS增强层码流的容错性和鲁棒性,论文将MPEG-4中的有关容错算法引入到PFGS增强层编码中,同时利用可变长编码方式的良好自同步特性将错误尽可能限定在较小的范围之内,从而提高了码流的抗误码能力。最后,本文给出了关于可伸缩性编码研究的几点建议。


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