[發明專利]面向HEVC的質量可伸縮層間預測編碼

有效

• 申請號: 201310169738.6
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103281531A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 張萌萌;路洪運;白慧慧
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

聯合研究

本申請由北方工業大學與北京交通大學信息所聯合研究，并得到以下基金資助：國家自然科學基金(No.61103113，No.60903066)，北京市屬高等學校人才強教深化計劃項目(PHR201008187)；江蘇省自然科學基金(BK2011455)，北京市自然科學基金(No.4102049)，教育部新教師基金(No.20090009120006)；國家973計劃(2012CB316400)，中央高?；A研究基金(No.2011JBM214)。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，更具體而言，涉及用于面向高效視頻編碼(HEVC)中的質量可伸縮層間預測編碼。

背景技術

隨著各種視頻服務業的飛速增長，為使視頻碼流能夠更好地適應不同的需求，人們追求視頻編碼高壓縮性能這一目標的同時也在重點發展視頻可分級技術。在實際應用中，存在不同的網絡和不同的用戶終端，各種情況下對視頻質量的需求不一樣。例如，在利用網絡傳輸視頻信息時，由于網絡帶寬限制了數據傳輸，因此要求當網絡帶寬較小的時候，只傳輸基本的視頻信號，并根據實際網絡的狀況決定是否傳輸增強的視頻信息，使視頻的質量得到加強。在這樣的背景下，利用可伸縮視頻編碼技術實現一次性編碼產生具有不同幀率、質量、分辨率的視頻壓縮碼流，然后根據不同網絡帶寬、不同的顯示設備和終端解碼能力選擇需要傳輸的視頻信息量，以此實現視頻質量的自適應調整。目前，解決這一問題的最好方法就是可伸縮視頻編碼(Scalable?Video?Coding，SVC)，其碼流具有良好的魯棒性及容錯性，并可以根據不同的網絡和用戶的需求在任意點截斷。

雖然基于H.264/AVC編碼標準的SVC已被提出并應用于實際，但是為進一步應用到高清的視頻通信、視頻監控、視頻會議等領域，基于新一代視頻編碼標準-高質量視頻編碼(High?efficiency?Video?Coding，簡稱HEVC)的可伸縮編碼(Scalable?HEVC，簡稱SHVC)也被提上了日程。

2010年4月，兩大國際視頻編碼標準組織VCEG和MPEG成立視頻壓縮聯合小組JCT-VC(Joint?collaborative?Team?on?Video?Coding)，一同開發HEVC標準，其也稱為H.265。HEVC標準主要目標是與上一代標準H.264/AVC實現大幅度的編碼效率的提高，尤其是針對高分辨率視頻序列。其目標是在相同視頻質量(PSNR)下碼率降為H.264標準的50％。

就目前階段，HEVC依然沿用H.264就開始采用的混合編碼框架。幀間和幀內預測編碼：消除時間域和空間域的相關性。變換編碼：對殘差進行變換編碼以消除空間相關性。熵編碼：消除統計上的冗余度。HEVC將在混合編碼框架內，著力研究新的編碼工具或技術，提高視頻壓縮效率。

目前，JCT-VC組織的討論中已經提出的許多編碼的新特性，有可能會加入HEVC標準中，各次討論的具體文獻可以從http://wftp3.itu.int獲得。

在HEVC的基礎上實現SVC也被認為是未來重要的任務之一，而且許多人在此領域已經做出了卓越的貢獻。Glenn?Van?Wallendael等人提出了基于HEVC的雙環質量可伸縮視頻編碼，對基本層(Base?Layer，BL)重構圖像進行上采樣，因此在增強層(Enhancement?Layer，EL)重構之前，基本層將被完全解碼。Zhongbo?Shi等人提出了基于HEVC的粗精度質量可伸縮視頻編碼(Coarse-Grain?quality?Scalability，CGS)，將基本層圖像進行重構并作為增強層圖像的參考圖像，同理，在增強層重構之前也必須將基本層完全解碼。這兩種方法從本質上說都是雙環解碼方案，在編解碼端都需要對基本層重構，由于需要兩次補償操作所以這兩種方法都增加了解碼端的復雜度。

本申請中主要參考以下技術文獻來實現，這些文獻中的JCT-VC可直接從http://wffp3.itu.int獲得：

[1]費偉，朱善安.基于H.264的自適應可伸縮編碼研究[J]，光電工程，2008(03)，35(3).pp：102-107.

[2]Ken?McCann.HM3：High?Efficiency?Video?Coding(HEVC)Test?Model3Encoder?Description[R].JCTVC-E602，March，2011.