一种码率分配优化的H.264／SVC冗余图像编码方法

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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