一种码率分配优化的H.264／SVC冗余图像编码方法
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《H.264-SVC可伸缩编码及其传输系统若干问题研究》范文
《H.264-SVC可伸缩编码及其传输系统若干问题研究》篇一H.264-SVC可伸缩编码及其传输系统若干问题研究一、引言随着数字媒体技术的飞速发展，视频通信和多媒体应用的需求日益增长。
为了满足不同网络环境和设备对视频质量的不同需求，可伸缩视频编码技术应运而生。
H.264/SVC（Scalable Video Coding）作为一种先进的视频编码技术，具有优秀的图像质量和灵活的适应性，被广泛应用于各种视频传输系统中。
本文将针对H.264/SVC的可伸缩编码及传输系统的若干问题进行深入研究，并探讨其相关解决方案。
二、H.264/SVC可伸缩编码技术研究H.264/SVC作为一种可伸缩的视频编码技术，具有时域、空域以及质量上的可伸缩性。
这种技术可以根据不同的网络环境和设备能力，动态调整视频编码的复杂度和质量，以实现最佳的传输效果。
（一）时域可伸缩性时域可伸缩性是指视频流在时间维度上的可伸缩性。
H.264/SVC通过分层编码的方式，将视频流分为基层和增强层。
基层提供基本的视频信息，而增强层则提供更高质量的视频信息。
在传输过程中，可以根据网络带宽的动态变化，灵活地选择传输基层或增强层的数据，以实现时域上的可伸缩性。
（二）空域可伸缩性空域可伸缩性是指视频流在空间维度上的可伸缩性。
H.264/SVC采用多分辨率编码的方式，将视频划分为多个分辨率层次。
不同分辨率层次的数据可以根据设备显示能力进行灵活调整，以满足用户的视觉需求。
（三）质量可伸缩性质量可伸缩性是指视频流在质量上的可伸缩性。
H.264/SVC 通过调整量化参数和比特率控制等方式，实现对视频质量的灵活调整。
在传输过程中，可以根据网络带宽和设备性能，动态调整视频的编码复杂度和质量，以实现质量上的可伸缩性。
三、H.264/SVC传输系统问题研究尽管H.264/SVC具有诸多优点，但在实际应用中仍存在一些问题需要解决。
（一）网络适应性问题由于网络环境的复杂性和动态性，H.264/SVC在传输过程中可能面临网络带宽波动、丢包等问题。
一种H.264视频编码码率控制方法
一种H.264视频编码码率控制方法
李浩;张颖;张兆扬
【期刊名称】《电视技术》
【年(卷),期】2003(000)012
【摘要】根据视频编码线性率失真函数和对H.264整数变换量化方法分析,提出一种适合于H.264编码算法的码率控制算法.先验证线性率失真函数对H.264编码算法的适用性,再通过将H.264整数变换的量化分解为系数校正和统一量化两个步骤实现了线性率失真函数在H.264码率控制中的应用.实验证明,与JVT-G012码率控制算法相比,码率控制的准确性和信噪比均有所提高.
【总页数】4页(P10-12,20)
【作者】李浩;张颖;张兆扬
【作者单位】上海大学,通信与信息工程学院,上海,200072;上海大学,通信与信息工程学院,上海,200072;上海大学,通信与信息工程学院,上海,200072
【正文语种】中文
【中图分类】TN94
【相关文献】
1.一种改进的基于柯西模型的H.264码率控制方法 [J], 胡栋;孙前锋;谢光剑
2.一种帧间稳定的H.264/AVC实时码率控制方法 [J], 曾嘉亮
3.一种基于TMN8模型的H.264码率控制方法 [J], 李娜;王中元;何政;傅佑铭;常军
4.一种对H.264视频编码码率控制算法的改进 [J], 周明朗;李征
5.一种对H．264视频编码码率控制算法的改进 [J], 周明朗;李征
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H.264／SVC比特自适应分配的等级B帧码率控制算法
ＦＵ ｎ Ｙｕ ．ＺＨＡＮＧ ｎｇ Ｐｉ ， ＹＵ ｎ — ａ ｇ Ｈｏ ｇ ｙ ｎ
（ ．Ｒｓａｃ ｓｔｔ Ｅｅｔ ｎｃＳｉ ｃ ＆ Ｔｃｎｌｇ ， ．Ｓｈｏ ｏ ｌｃｏ ｉ Ｅ ｇｎｅｉ ａ ｅｅｒ Ｉ ｔｕｅ ｌ ｒ ｉ ｃ ｎｅ ｈ ｎ ｉ ｃｏ ｅ ｅｈ ｏ ｙ ｂ ｃｏｌｆＥｅｔ ｎｃ ｎ ｉ ｒ ｇ，Ｕ ｉ ｒｔ ｏ ｌ ｔ ｎｃＳｉ ｅ＆ Ｔｃｎ ｌ ｙｏ ｏ ｒ ｅ ｎ ｎｖ ｓｙ ｆＥｅ ｒ ｉ ｃ ｎ ｅ ｉ ｃｏ ｅ ｃ ｅ ｏｏ ｈ ｇｆ
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Ａｄ ｐ ｉ ｅ ｂ ｔａ ｌ ｃ ｔｏ ｏ ｉｒ ｒ ｈ ｃ ｌ Ｂ ｐ ｃ ｕ ｅ ａ ｔｖ ｉ ｌｏ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｈ ｅ ａ ｃ ｉａ ｉｔ ｒ ｓ ｒ ｔ ｏ ｔｏ ｌｏ ｉｈ ｉ ． ６ ／Ｓ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ａｇ ｒｔ ｍ ｎ Ｈ ２ ４ ＶＣ
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（ｒｕ ｆ ｉ ｕｅ） ｅｉｅ ，ｎｉｅａＧ Ｐ ｉｐｏｏｅ ｎａ ａｔｅｂｔ ｌ ｃｔ ｎｏ ａ ｅ ｅｅ ｂｓｄｏ ｏｉｇ ｏ ｐｅｉ ． ｇｏｐｏ ｃ ｒｓ ．Ｂ ｓ ｓ ｉｓ Ｏ ，ｔ ｒｐｓｄａ ｄｐｉ ｉａｏａｉ ｎｆ ｍ ｖｌ ａｅ ｎｃｄｎ ｍ ｌ ｔ ｐｔ ｄ ｄ ｖ ｌ ｏ ｌ ｌ ｃ ｘｙ Ｆ ｒ ｅ ｒ， ａｉｇａｐｏ ｒ ｔ ａｊｓ ｅｔ ｏ ｉａ Ｑ ｔ ｎｉｃｌ ｌｅ Ｐ ｒ ｏ ａ ｅ ｎ ａ ｅ ａｅ ｎｔ — ｕｔ ｒ ｅ ｔｋｎ ｐｒｐ ａ ｄｕｔ ｎｓ ｎｉ ｔ ｌ Ｐ， ｅ ａ ｕａ ｄＱ ｓ ｔ Ｐｆ ｍ ｓ ｄＢｆ ｍ ｓ ｓｄｏ ｒ ｈ ｍｏ ｉｅ ｍ ｎ ｉ ｈ ｔ ｃ ｔ ｏ ｆ ｂｈ ｌ ａ ｌ ｂ ａ
一种对H.264视频编码码率控制算法的改进
一种对H.264视频编码码率控制算法的改进
周明朗;李征
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2006(022)018
【摘要】本文使用了两种方法来改进已有的H.264的比特率控制算法.一是使用了PSNR作为另一个评估帧的复杂度的参考量,再和已有的MAD相结合,达到更好的评估帧的复杂度的目的.二是采用了另一种R-Q曲线模型以得到更精确的Ⅰ帧目标比特.实验证明,该方法在提高码率控制效果的同时,图像视觉质量也有一定提高.【总页数】3页(P260-262)
【作者】周明朗;李征
【作者单位】200051,上海东华大学,信息科学与技术学院;200051,上海东华大学,信息科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP919.8
【相关文献】
1.一种改进的H.264/AVC帧层码率控制算法 [J], 陈晓;刘海英
2.一种改进的H.264基本单元码率控制算法 [J], 丁久涛;李明齐;宋荣方
3.H.264可伸缩视频编码层间码率控制算法 [J], 杨金;孙宇;孙世新
4.一种对H．264视频编码码率控制算法的改进 [J], 周明朗;李征
5.一种改进的H.264帧层码率控制算法 [J], 吴军;胡建总;谢斌;王怡爽
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H264 SVC
motion-compensated prediction
GOP border
GOP border
CIF
inter-layer prediction
QCIF
key pictures key pictures
6
interinter-layer prediction
◆由于低层是由高层通过下采样得到的，因此在相 同的时域分辨率情况下，每一个高层帧都有与之 相对应的低层帧，两者之间存在着显而易见的相 关性，我们称之为层间冗余。显然，为了获得更 高的压缩效率，有必要通过各种层间预测技术来 消除层间冗余，这也是空域可伸缩性技术的关键 所在。设计层间预测算法的目的是尽可能利用基 本层的信息提高增强层的编码效率。 ◆inter-layer intra prediction ◆inter-layer motion prediction ◆inter-layer residual prediction
10
参考代码
◆仅有JVSM（ Joint Multiview Video Model） ◆开源软件-有个svc的解码器，但是不支持 windows平台 ◆参考代码复杂度高，可读性差，主要是进 行技术研制的。
11
12
2
◆
SVC
◆ SVC为了能够实现从单一码流中解码得到不同 帧率（时间可分级）、分辨率（空间可分级）和 图像质量（SNR可分级）的视频数据的编码技术。 ◆ H.264 SVC以H.264 AVC 视频编解码器标准为 基础，利用了AVC编解码器的各种高效算法工具， 在编码产生的编码视频时间上（帧率）、空间上 （分辨率）可扩展，并且是在视频质量方面可扩 展的，可产生不同帧速率、分辨率或质量等级的 解码视频。
H264 SVC Scalable Video Coding
GOP border
GOP border
CIF
inter-layer prediction
QCIF
key pictures key pictures
6
interinter-layer prediction
◆由于低层是由高层通过下采样得到的，因此在相 同的时域分辨率情况下，每一个高层帧都有与之 相对应的低层帧，两者之间存在着显而易见的相 关性，我们称之为层间冗余。显然，为了获得更 高的压缩效率，有必要通过各种层间预测技术来 消除层间冗余，这也是空域可伸缩性技术的关键 所在。设计层间预测算法的目的是尽可能利用基 本层的信息提高增强层的编码效率。 ◆inter-layer intra prediction ◆inter-layer motion prediction ◆inter-layer residual prediction
10
参考代码
◆仅有JVSM（ Joint Multiview Video Model） ◆开源软件-有个svc的解码器，但是不支持 windows平台 ◆参考代码复杂度高，可读性差，主要是进 行技术研制的。
11
12
2
◆
SVC
◆ SVC为了能够实现从单一码流中解码得到不同 帧率（时间可分级）、分辨率（空间可分级）和 图像质量（SNR可分级）的视频数据的编码技术。 ◆ H.264 SVC以H.264 AVC 视频编解码器标准为 基础，利用了AVC编解码器的各种高效算法工具， 在编码产生的编码视频时间上（帧率）、空间上 （分辨率）可扩展，并且是在视频质量方面可扩 展的，可产生不同帧速率、分辨率或质量等级的 解码视频。
H264 SVC Scalable Video Coding
H.264SVC简介
H.264SVC简介1什么是H.264SVCH.264SVC是以H.264为基础，在语法和工具集上进行了扩展，支持具有分级特性的码流，H.264SVC是H.264标准的附录G，同时作为H.264新的profile。
H.264SVC在2007年10月成为正式标准。
2SVC分级编码的概念编码器产生的码流包含一个或多个可以单独解码的子码流，子码流可以具有不同的码率，帧率和空间分辨率。
分级的类型：时域可分级（Temporal scalability）：可以从码流中提出具有不同帧频的码流。
空间可分级（Spatial scalability）：可以从码流中提出具有不同图像尺寸的码流。
质量可分级（Quality scalability）：可以从码流中提出具有不同图像质量的码流。
图 1 分级类型示意图3SVC分级编码的应用1.监控领域：监控视频流一般产生2路，1路质量好的用于存储，1路用于预览。
用SVC编码器可以产生2层的分级码流，1个基本层用于预览，1个增强层保证存储的图像质量是较高的。
使用手机远程监控预览的情况下，可以产生一个低码率的基本层。
2.流媒体IPTV应用：服务器可以根据不同的网络情况丢弃质量层，保证视频的流畅。
3.兼容不同网络环境和终端的应用。
图 2 针对不同网络和终端的应用4SVC分级编码优点缺点分级码流优点是应用非常灵活，可以根据需要产生不同的码流或者提取出不同的码流。
万物都是有两面的，有利必有弊，分级码流的缺点是：编码效率降低，解码复杂度增加。
基本层是A VC兼容码流，编码效率没有影响。
在同样的条件下，分级码流比单层码流的压缩效率要低10%左右，分级层数越多，效率下降越多，现在的JSVM编码器最多支持3个空域分级层。
在同样的条件下，分级码流比单层码流的解码计算复杂度高。
图 3 分级编码和单层编码效率对比注：该图引用自德国HHI网站。
（1）对于时域分级，AVC已经实现，时域分级对编码效率没有影响。
H.264 SVC介绍
H.264 SVC标准是以H.264 AVC标准为基础利用了AVC编解码器的各种高效算法工具，在编码产生的编码视频时间上（帧率）、空间上（分辨率）可扩展，并且是在视频质量方面可扩展的，可产生不同帧速率、分辨率或质量等级的解码视频。
H.264 SVC通过在GOP（编码图像组）中设置可丢弃的参考帧实现时间上的可分级。
0-16视频帧构成全帧率视频，除T3标志外的所有视频帧构成了半帧率视频，所有T0标志和T2标志的视频帧构成了1/3帧率视频，所有只是T0标志的视频帧构成了1/4帧率视频。
SVC 时间可分级SVC 空间可分级H.264 SVC通过在在编码码流嵌入具有相关性的多个不同分辨率的子流实现空间上的可分级。
上层所有的视频帧构成了高分辨率视频，下层所有的视频帧构成了低分辨率视频。
为此，具备H.264 SVC编码的视频会议系统，在保证高效的视频压缩性能的基础上，视频广播端可以通过一次编码产生具有不同帧率、分辨率的视频压缩码流，以适应不同网络带宽、不同的显示屏幕和终端解码能力的应用需求，从而有效地避免了视频会议系统中MCU上复杂而昂贵的转码。
相对来说SVC的编码复杂度要超过AVC，对于DSP性能或者CPU性能要求相对要求会更高一些，所以在大多数DSP、SOC解决方案中很少采用SVC的标准来实现。
（SVC 标准2007年才正式由ITUT发布）由于以上列表的优势项目，在非专网应用（用户种类多、带宽不一致、网络稳定性差等环境下）中SVC是具备较为合适的技术优势。
软件视频会议主要市场还是针对非专网市场的应用其平台为X86，这也是为何软件视频会议系统使用SVC标准相对较为提前的原因。
由于Vidyo的效果具体没有见过，所以无法评价其好坏。
上一封邮件只是从其宣传资料中做了一些了解，仅此而已。
另外软件视频会议系统与硬件视频会议系统面对的市场范围不一样、关注点不一样，所以暂时无法进行交叉比较。
H.264可扩展视频编解码器(SVC)应用详解
H.264可扩展视频编解码器(SVC)应用详解可扩展视频编解码器已经被开发了许多年。
广播行业严格地受到业已建立的各种标准的控制，因此在采用这一技术上一直反应迟缓。
处理器、传感器以及显示技术的进步正在点爆各种视频应用。
互联网以及IP技术正无缝地把视频伺服至更为不同和远程的由显示设备构成的社群。
可扩展视频编解码器——如H.264 SVC 满足了许多这些系统的需求，并且它们可能促使视频被广泛采纳为通信媒介的催化剂。
编解码器被用于压缩视频，以减小传输视频流所需要的带宽，或者，降低把视频文件存档所需要的存储空间。
这种压缩的代价就是增大计算要求：压缩比越高，对计算能力的要求就越高。
在带宽与计算要求之间做出折中，对于定义承载编码视频流所需要的最小信道带宽以及编码设备的最小指标均有影响。
在传统的像广播电视机这样的视频系统中，解码器的最小规范(在机顶盒的情形下)易于被定义。
然而，目前视频被越来越多地由各种各样的应用所采用，相应地，有各种各样的客户设备，这些设备包括从计算机观看互联网视频，到便携式数字助理(PDA)以及小巧的蜂窝电话。
针对这些设备的视频流必需是不同的。
为了更好地兼容特定的观看设备以及信道带宽，必须采用不同的设置对视频流多次编码。
每一个设置的组合必须向用户产生一个满足视频流传输所需带宽的视频流以及对观看设备进行解码的能力。
如果原始解压视频流不可用，那么，编码视频流必须首先被解码，然后采用新的设置进行解码。
这种做法是十分昂贵的。
在理想的情形下，视频仅仅以高效率的编解码器被编码一次。
如果经过解码的话，得到的视频流会产生全分辨率的视频。
此外，在理想的情形下，如果较低分辨率或带宽的视频流需要被进一步延伸至网络之中，以锁定较低性能的设备，那么，可以不必采取附加的处理，就能够发送一小部分的编码视频。
这种较小的视频流便于解码并产生较低分辨率的视频。
以这种方式，编码视频流自身就能够适应它需要经过的信道带宽以及目标设备的性能。
如何优化图像编码的效果(六)
如何优化图像编码的效果一、引言图像编码是数字图像处理领域的一个重要方向，它通过使用有效的算法来减少图像数据的冗余度，从而实现对图像数据的压缩和存储。
在日常生活中，我们经常接触到各种图像编码的应用，比如数字相机、视频聊天和网络图片传输等。
因此，优化图像编码的效果对于提升图像质量和加快图像传输速度具有重要意义。
二、图像编码的基本原理图像编码的基本原理是基于人眼的视觉特性，将图像的冗余信息去除后用较少的数据量来表示图像。
常见的图像编码方法有JPEG、PNG 和GIF等。
这些编码方法在压缩率、图像质量和实时性等方面存在不同的优劣。
三、优化图像编码的效果的方法1. 选择合适的编码算法：不同的编码算法对图像的压缩率和图像质量有着明显的影响。
对于需要高保真度的图像，可以选择无损编码算法如PNG来保证图像的质量。
对于需要较高压缩比的图像，可以选择有损编码算法如JPEG来实现更好的压缩效果。
2. 消除图像冗余信息：在图像中存在着许多冗余信息，如空间冗余、光谱冗余和编码冗余等。
通过合理的图像预处理算法如平滑滤波、边缘检测和减色处理等可以减少图像的冗余信息，从而提高图像编码的效果。
3. 优化量化和哈夫曼编码：量化和哈夫曼编码是JPEG编码中的两个重要步骤。
量化过程可以通过调整量化矩阵来优化编码效果，通过保留重要的频率分量和减少不重要的频率分量来提高图像质量。
哈夫曼编码过程可以通过优化编码表来减少编码长度，从而提高编码效率。
4. 使用图像预测算法：图像预测算法可以通过对图像的像素进行预测来减少差异信息，从而提高编码效果。
常见的图像预测算法有均值预测、差值预测和位平面预测等。
通过选择合适的图像预测算法，可以进一步优化图像编码效果。
五、结论通过选择合适的编码算法、消除图像冗余信息、优化量化和哈夫曼编码以及使用图像预测算法等方法，可以有效优化图像编码的效果。
在实际应用中，应根据具体的需求以及设备的性能来选择合适的图像编码方法和优化策略，从而实现更好的图像质量和传输效率。
H.264熵编码具体算法ppt
2
2.CAVLC 的基本原理
CAVLC用于亮度和色度残差数据的编码。残差经 过变换量化后的数据表现出如下特性： 4*4块数据经过预测、变换、量化后，非零系数主 要集中在低频部分，而高频系数大部分是零； 量化后的数据经过zig-zag扫描，DC系数附近的非 零系数值较大，而高频位置上的非零系数值大部 分是+1和-1 ； 相邻的4*4块的非零系数的数目是相关的。
Trailing_ones_sign_flag
-
-1,-1,1
1
Level
+1 (suffixLength=0) 1,-1,-1,1
001 0
Level
+3 (suffixLength=1) 3,1,-1,-1,1
111
Total_zeros
3
3,1,-1,-1,1
10
Run_before
1
3,1,-1,-1,0,1
个字符输入流，是用区间递进的方法来为输入流寻找这个 码字的，它逐个字符地读入输入流，在每一个新的字符出 现后递归地划分当前区间。到处理完最后一个字符后，得 到了最终区间，在最终区间中任意挑选一个数作为输出。
25
1.1 算法流程 在算术编码的递进计算过程中，编码器必须保存以下
变量记录状态： ①当前区间的下限L ②当前区间的大小R ③当前字符binval ④各字符的概率估计值Px
数据重排列： 0,3,0,1,-1,-1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0
6
4.2 编码非零系数的数目(TotalCoeffs)以及拖尾系 数的数目(TrailingOnes) 非零系数数目的范围是从0到16，拖尾系数数 目的范围是从0到3。如果±1的个数大于3个，只 有最后3个被视为拖尾系数，其余的被视为普通的 非零系数。
2.CAVLC 的基本原理
CAVLC用于亮度和色度残差数据的编码。残差经 过变换量化后的数据表现出如下特性： 4*4块数据经过预测、变换、量化后，非零系数主 要集中在低频部分，而高频系数大部分是零； 量化后的数据经过zig-zag扫描，DC系数附近的非 零系数值较大，而高频位置上的非零系数值大部 分是+1和-1 ； 相邻的4*4块的非零系数的数目是相关的。
Trailing_ones_sign_flag
-
-1,-1,1
1
Level
+1 (suffixLength=0) 1,-1,-1,1
001 0
Level
+3 (suffixLength=1) 3,1,-1,-1,1
111
Total_zeros
3
3,1,-1,-1,1
10
Run_before
1
3,1,-1,-1,0,1
个字符输入流，是用区间递进的方法来为输入流寻找这个 码字的，它逐个字符地读入输入流，在每一个新的字符出 现后递归地划分当前区间。到处理完最后一个字符后，得 到了最终区间，在最终区间中任意挑选一个数作为输出。
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1.1 算法流程 在算术编码的递进计算过程中，编码器必须保存以下
变量记录状态： ①当前区间的下限L ②当前区间的大小R ③当前字符binval ④各字符的概率估计值Px
数据重排列： 0,3,0,1,-1,-1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0
6
4.2 编码非零系数的数目(TotalCoeffs)以及拖尾系 数的数目(TrailingOnes) 非零系数数目的范围是从0到16，拖尾系数数 目的范围是从0到3。如果±1的个数大于3个，只 有最后3个被视为拖尾系数，其余的被视为普通的 非零系数。
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维普资讯
一
种码率分配优化的 Ｈ．ｅ ／ ｖ ２４ ｓ ｃ
冗余 图像编码 方法
◎ 阎 金
Ｃ
全子一 门爱东 北京邮电大学电信工程学院
２ ４ Ａ Ｃ标 准 的 扩 展 中…。在 Ｓ Ｃ的 编 码 结 构 中 ．不 仅 使 用 ６／ Ｖ Ｖ 了 传 统 的 帧 间预 测 和 帧 内 预 测 技 术 ， 使 用 了跨 空 间 层 的 层 还
道 传输 视 频 时 的误 差 漂移 问题 。该 方 法 使 用 简单 的
粗 糙 量 化 主 图 像 的 方 法 来 生 成 冗 余 图 像 ， 大 大 减 小
了差 错 恢 复 工 具 对 编 解 码 复 杂 度 的 增 加 。 仿 真 结 果 表 明 ， 使 用 优 化 后 的 冗 余 图 像 能 够 在 有 限 增 加 带 宽 的 情 况 下 有 效 抵 制 丢 包 信 道 下 视 频 传 输 产 生 的 误 差 漂 移 现 象，使 解 码 视 频质 量 有 明 显 改 善 。 【 键 词 】 可 分 级视 频 编 码 关
编 码 的 图像 在 显 示 顺 序 上 都 先 于 这 帧 图 像 ． 么 这 帧 图 像 就 那 叫做 关 键 帧 。 个 关 键 帧 图 像 和 位 于 这 个 关 键 帧 和 前 面 的 关 一
键 帧 之 间 的 所 有 图 像 加 起 来 叫 作 一 个 图 像 组 （ Ｏ ． ｒｕ ｆ Ｇ Ｐ Ｇ ｏｐ ｏ Ｐ ｔｒ ） ｉｕｅ 。关 键 帧 可 以 编 码 为 ｌ ， 可 以使 用 前 一 个 图 像 组 ｃ ｓ 帧 也
１引言
许 多 视 频 通 信 系 统 都 对 传 输 差 错 非 常 敏 感 。 为 在 视 频 因 编码 中广泛 采用 了时间预测 技术来达 到好 的压缩性 能。 就 这 使 得 错 误 传 输 不 仅 仅 会 影 响 到 当前 图像 帧 ． 会 影 响 到 后 面 还
被 预 测 的 视 频 图 像 ． 而 产 生 了 时 间 误 差 扩 散 现 象 。时 间 误 从 差 扩 散 通 过 帧 内预 测 又 进 而 产 生 空 间 误 差 ， 也 就 是 误 差 漂 这 移 现象产 生的基本 原理 。 易错信道 下传输没 有任何 误差漂 在 移 控 制 的 压 缩 视 频 流 将 导 致 视 频 质 量 严 重 退 化 ， 至 是 无 法 甚
解码 。
分辨率 的信 号。每个 空 间分辨率 都是 一个 新的空 间编码 层 。
空 间分 层 使 得 帧 内预 测 和 帧 间 预 测 可 以跨 层 进 行 ． 预 测 参 即
考 值 可 以来 源 于 其 它 低 空 间 分 层 。具 体 包 括 层 间 帧 内预 测 ． 层 间运动预测 和层 间残差 预测 。 为 了 实 现 时 间可 分 级 性 ．在 每 个 空 间 层 内 都 使 用 等 级 Ｂ 图像 编 码 结 构 ， 时 间 级 的 图 像 使 用 低 时 间 级 的 图 像 作 为 参 高 考 帧 进 行 时 间 预 测 。这 就 内在 地 实 现 了 时 间 可 分 级 性 。在 这 里 首 先 给 出 关 键 帧 的 定 义 ：若 某 一 被 编 码 图 像 帧 前 面 所 有 被
【 要 】本 文－ 出 了一 种 基 于Ｈ．６ ／ Ｃ可 分 级编 码 提 Ｅ ２ ４ ＡＶ
（ ＭＣ） 结 构 的 优 化 码 率 分 配 的 冗 余 图 像 编 码 方 法 ， Ｓ 以 － 高 压 缩 视 频 流 在 丢 包信 道 下 传 输 时 的 差 错 恢 复 Ｅ 能 力 。 根 据 具 有 不 同 空 间 层 和 时 间 级 的 主 图 像 在 编 码 结 构 中 的 重 要 性 的 不 同 来 优 化 冗 余 图 像 码 率 的 分 配 。 有 效 的 控 制 冗 余 速 率 的 同 时 ， 决 了 在 丢 包信 在 解
间 预 测 技 术 。 就 使 得 误 差 漂 移 会 从 低 空 间 层 扩 散 到 高 空 间 这
一
。
冗 余 图 像 是 视 频 编 码 的 差 错 恢 复 工 具 之 一 。 余 图 像 是 冗 主 编 码 图 像 的全 部 或 部 分 编 码 描 述 。 有 当 主 编 码 图像 丢 失 只 的 时 候 ．冗 余 图像 的 内 容 才 会 被 解 码 。我 们 知 道 ．加 入 越 多 的 冗 余 图 像 ． 会 更 好 地 阻 止 误 差 漂 移 ， 是 同 时也 会 导 致 就 但 更 低 的 编 码 效 率 。针 对 Ｈ．６ ／ Ｖ ２ ４ Ａ Ｃ的 Ｓ Ｃ编 码 结 构 的 特 点 ． Ｖ 我 们 提 出 了 一 种 基 于 编 码 结 构 的码 率 分 配 优 化 的 冗 余 图像 差 错 恢 复 方 法 ． 这 个 方 案 中 ．根 据 编 码 结 构 中 不 同 空 间层 和 在 不 同 时 间级 的 图 像 对 误 差 漂 移 的 影 响 程 度 的 不 同 ． 入 不 同 加 粗 糙 量 化 级 的 冗 余 图 像 ．使 得 在 解 决 误 差 漂 移 问 题 的 同 时 ． 有效 控制 了附加码 率的增 长 。
随 着 近 几 年 面 向 网络 应 用 的视 频 服 务 的 飞 速 增 长 ， 频 视
编 码 的 目标 由 单 纯 的 追 求 高 压 缩 率 转 向 了 使 视 频 流 能 够 更 好
地 适 应 各 种 不 同 的 网络 环 境 和 用 户 终 端 ． 具 有 一 定 的 容 错 并 性和 可伸 缩 性。可 分级 视频 编码 （Ｖ Ｓ Ｃ，Ｓ ａａ ｌ Ｖｉｅ ｃ ｌｂｅ ｄｏ
差 错 恢 复 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
误 差 漂 移 冗 余 图 像
２ Ｈ．６ Ｖ ２ ４ Ｓ Ｃ扩 展 的 编 码 结 构
在 Ｈ ２ ４ ＡＶ 的 Ｓ Ｃ扩 展 中 ．空 间 可 伸 缩 性 使 用 的 是 ．６ ／ Ｃ Ｖ
分 层 的 方 法 。 过 金 字 塔 式 的 空 间 分 解 来 生 成 多 个 不 同 空 间 通
一
种码率分配优化的 Ｈ．ｅ ／ ｖ ２４ ｓ ｃ
冗余 图像编码 方法
◎ 阎 金
Ｃ
全子一 门爱东 北京邮电大学电信工程学院
２ ４ Ａ Ｃ标 准 的 扩 展 中…。在 Ｓ Ｃ的 编 码 结 构 中 ．不 仅 使 用 ６／ Ｖ Ｖ 了 传 统 的 帧 间预 测 和 帧 内 预 测 技 术 ， 使 用 了跨 空 间 层 的 层 还
道 传输 视 频 时 的误 差 漂移 问题 。该 方 法 使 用 简单 的
粗 糙 量 化 主 图 像 的 方 法 来 生 成 冗 余 图 像 ， 大 大 减 小
了差 错 恢 复 工 具 对 编 解 码 复 杂 度 的 增 加 。 仿 真 结 果 表 明 ， 使 用 优 化 后 的 冗 余 图 像 能 够 在 有 限 增 加 带 宽 的 情 况 下 有 效 抵 制 丢 包 信 道 下 视 频 传 输 产 生 的 误 差 漂 移 现 象，使 解 码 视 频质 量 有 明 显 改 善 。 【 键 词 】 可 分 级视 频 编 码 关
编 码 的 图像 在 显 示 顺 序 上 都 先 于 这 帧 图 像 ． 么 这 帧 图 像 就 那 叫做 关 键 帧 。 个 关 键 帧 图 像 和 位 于 这 个 关 键 帧 和 前 面 的 关 一
键 帧 之 间 的 所 有 图 像 加 起 来 叫 作 一 个 图 像 组 （ Ｏ ． ｒｕ ｆ Ｇ Ｐ Ｇ ｏｐ ｏ Ｐ ｔｒ ） ｉｕｅ 。关 键 帧 可 以 编 码 为 ｌ ， 可 以使 用 前 一 个 图 像 组 ｃ ｓ 帧 也
１引言
许 多 视 频 通 信 系 统 都 对 传 输 差 错 非 常 敏 感 。 为 在 视 频 因 编码 中广泛 采用 了时间预测 技术来达 到好 的压缩性 能。 就 这 使 得 错 误 传 输 不 仅 仅 会 影 响 到 当前 图像 帧 ． 会 影 响 到 后 面 还
被 预 测 的 视 频 图 像 ． 而 产 生 了 时 间 误 差 扩 散 现 象 。时 间 误 从 差 扩 散 通 过 帧 内预 测 又 进 而 产 生 空 间 误 差 ， 也 就 是 误 差 漂 这 移 现象产 生的基本 原理 。 易错信道 下传输没 有任何 误差漂 在 移 控 制 的 压 缩 视 频 流 将 导 致 视 频 质 量 严 重 退 化 ， 至 是 无 法 甚
解码 。
分辨率 的信 号。每个 空 间分辨率 都是 一个 新的空 间编码 层 。
空 间分 层 使 得 帧 内预 测 和 帧 间 预 测 可 以跨 层 进 行 ． 预 测 参 即
考 值 可 以来 源 于 其 它 低 空 间 分 层 。具 体 包 括 层 间 帧 内预 测 ． 层 间运动预测 和层 间残差 预测 。 为 了 实 现 时 间可 分 级 性 ．在 每 个 空 间 层 内 都 使 用 等 级 Ｂ 图像 编 码 结 构 ， 时 间 级 的 图 像 使 用 低 时 间 级 的 图 像 作 为 参 高 考 帧 进 行 时 间 预 测 。这 就 内在 地 实 现 了 时 间 可 分 级 性 。在 这 里 首 先 给 出 关 键 帧 的 定 义 ：若 某 一 被 编 码 图 像 帧 前 面 所 有 被
【 要 】本 文－ 出 了一 种 基 于Ｈ．６ ／ Ｃ可 分 级编 码 提 Ｅ ２ ４ ＡＶ
（ ＭＣ） 结 构 的 优 化 码 率 分 配 的 冗 余 图 像 编 码 方 法 ， Ｓ 以 － 高 压 缩 视 频 流 在 丢 包信 道 下 传 输 时 的 差 错 恢 复 Ｅ 能 力 。 根 据 具 有 不 同 空 间 层 和 时 间 级 的 主 图 像 在 编 码 结 构 中 的 重 要 性 的 不 同 来 优 化 冗 余 图 像 码 率 的 分 配 。 有 效 的 控 制 冗 余 速 率 的 同 时 ， 决 了 在 丢 包信 在 解
间 预 测 技 术 。 就 使 得 误 差 漂 移 会 从 低 空 间 层 扩 散 到 高 空 间 这
一
。
冗 余 图 像 是 视 频 编 码 的 差 错 恢 复 工 具 之 一 。 余 图 像 是 冗 主 编 码 图 像 的全 部 或 部 分 编 码 描 述 。 有 当 主 编 码 图像 丢 失 只 的 时 候 ．冗 余 图像 的 内 容 才 会 被 解 码 。我 们 知 道 ．加 入 越 多 的 冗 余 图 像 ． 会 更 好 地 阻 止 误 差 漂 移 ， 是 同 时也 会 导 致 就 但 更 低 的 编 码 效 率 。针 对 Ｈ．６ ／ Ｖ ２ ４ Ａ Ｃ的 Ｓ Ｃ编 码 结 构 的 特 点 ． Ｖ 我 们 提 出 了 一 种 基 于 编 码 结 构 的码 率 分 配 优 化 的 冗 余 图像 差 错 恢 复 方 法 ． 这 个 方 案 中 ．根 据 编 码 结 构 中 不 同 空 间层 和 在 不 同 时 间级 的 图 像 对 误 差 漂 移 的 影 响 程 度 的 不 同 ． 入 不 同 加 粗 糙 量 化 级 的 冗 余 图 像 ．使 得 在 解 决 误 差 漂 移 问 题 的 同 时 ． 有效 控制 了附加码 率的增 长 。
随 着 近 几 年 面 向 网络 应 用 的视 频 服 务 的 飞 速 增 长 ， 频 视
编 码 的 目标 由 单 纯 的 追 求 高 压 缩 率 转 向 了 使 视 频 流 能 够 更 好
地 适 应 各 种 不 同 的 网络 环 境 和 用 户 终 端 ． 具 有 一 定 的 容 错 并 性和 可伸 缩 性。可 分级 视频 编码 （Ｖ Ｓ Ｃ，Ｓ ａａ ｌ Ｖｉｅ ｃ ｌｂｅ ｄｏ
差 错 恢 复 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
误 差 漂 移 冗 余 图 像
２ Ｈ．６ Ｖ ２ ４ Ｓ Ｃ扩 展 的 编 码 结 构
在 Ｈ ２ ４ ＡＶ 的 Ｓ Ｃ扩 展 中 ．空 间 可 伸 缩 性 使 用 的 是 ．６ ／ Ｃ Ｖ
分 层 的 方 法 。 过 金 字 塔 式 的 空 间 分 解 来 生 成 多 个 不 同 空 间 通