[發明專利]基于P2PVoD視頻點播系統的H.264/SVC到H.264/AVC的轉碼方法

有效

• 申請號: 201210275670.5
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102790905A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 唐朝偉;羅秀紅;袁楊
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H04N21/234
• 分類號: H04N21/234;H04N21/2343;H04N21/437
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所 50211
• 代理人: 郭云

技術領域

本發明涉及互聯網流媒體技術，尤其涉及一種基于P2PVoD視頻點播系統的H.264/SVC到H.264/AVC的轉碼方法。

背景技術

隨著計算機網絡技術和多媒體技術的迅猛發展，人們對視頻服務的需求日趨多樣化，視頻技術的研究已成為信息技術的熱門研究領域之一。2003年3月，ITU/ISO的聯合項目組JVT發布了視頻編碼標準H.264/AVC(Advanced?Video?Coding)，由于其優越的壓縮，較高的編碼效率和很好的網絡適應性，獲得了廣泛的使用。

為了解決多媒體應用的擴展出現的越來越多的異構網絡、多媒體終端、用戶需求對相同內容多媒體信息的訪問要求，在AVC基礎上提出了H.264/SVC(Scalable?Video?Coding)可擴展編碼標準。目前，SVC已成為近年來視頻技術領域研究的熱點之一，它不但繼承了AVC良好的編碼效率和網絡適應性，其在時域、空域、質量的可擴展性能更好地滿足了互聯網視頻、移動無線視頻、視頻監控、電視電話以及實時轉播等不同視頻服務的多樣化需求。

SVC在業內的使用程度和認可程度遠不及在網絡和工業界已經早已被廣泛認可和使用的H.264/AVC。由此可知，現有的很多終端，大多數為AVC的終端設備，只支持AVC的實時解碼和SVC基本層的解碼，無法做到SVC的實時解碼。雖然AVC解碼設備能支持SVC基本層的解碼，能達到基本的播放，但終端都希望得到與其能力相匹配的視頻效果。若重新在解碼終端增加SVC的解碼功能，必然造成很多現有終端的額外開銷。此外，在無線網絡中，許多無線設備不具備SVC實時解碼的處理能力。這就需要在視頻到達終端之前的內容服務器端作一些必要的處理措施。一種情況是在服務器端生成若干個相互獨立、具有不同分辨率的碼流來滿足終端用戶的需求，但這勢必會增加編碼端負擔、導致帶寬的嚴重浪費。另一種方法是在服務器端進行轉碼，將SVC碼流轉化為AVC碼流，在不造成其他額外開銷的情況下，達到終端的要求。顯然，第二種方法既能體現SVC優良的網絡適應性能為視頻傳輸提供一個很好的自適應能力，又能適應現有終端的處理能力，為不同的終端提供與其能力最匹配的視頻質量服務。

目前的從SVC到H.264/AVC的視頻轉碼技術中，有蠻力轉碼和碼流重寫機制。

在轉碼技術中，最直觀的轉碼方式就是蠻力轉碼(全解全編)：對現有碼流進行完全解碼再按照接收端要求重新編碼，此種方法能得到最佳的率失真效果，但其計算復雜、耗時多、成本代價大，不適合通信設備的實時性轉碼要求。

從SVC到H.264/AVC的快速轉碼，目前現有的方法都是基于碼流的重寫機制。比較具有代表性的是Segall提出的SVC到H.264/AVC的碼流重寫(AVC?Rewrting)機制和Hannukesela提出的基于特定結構的碼流重寫機制。目前效果最好的是，Segll在2007年提出的基于CGS(Coarse?Grain?Scalability，粗等粒度顆粒)的SVC到AVC的碼流機制，現已有JVT-T061和JVT-V035兩個版本標準提案。該方法對SVC的語法和語義進行了更改，在SVC編碼端使用了自定義的語法，針對CGS質量可伸縮層進行碼流重寫。對具有多個CGS質量層和最基本的MGS(Medium?Grain?Scalabilty，中等粒度顆粒)層的SVC碼流進行無損的轉碼并得到與目標質量層相匹配的視頻內容。在增加基本層較少碼率的同時具有較低的轉碼復雜度。該方法雖然具有無損、低復雜度等有優點，但目前只能對SVC的質量層進行轉碼，無法實現空間分辨率的轉碼。另外，該方法在編碼端對SVC的語法和語義進行了修改，不僅在SVC編碼端造成了編碼效率的影響，而且對于未考慮SVC碼流重寫的編碼得到的碼流無法進行轉換。

另一種從SVC到H.264/AVC碼流重寫方法是由Hannukesela提出的基于特定結構的碼流重寫機制。該方法提出了兩種不同結構的碼流重寫機制。第一種是增強層只包含雙向預測圖像和可跳過的圖像，增強層中的雙向預測圖像做些簡單的處理即可加入基本層構成單一的AVC碼流。另一種是SVC編碼結構類似與同播，SVC各層之間采用獨立編碼，層與層之間不存在參考和預測。在轉碼端，對SVC碼流各層通過簡單的判斷決定丟棄與否，再對數據頭信息進行簡單的修改即可生成AVC碼流。該方法雖然轉碼操作簡單，但其需要在編碼端進行嚴格的控制，只能針對以上兩種特定的SVC碼流結構進行轉碼，局限性太大。

發明內容