基于3带小波提升与运动补偿的可伸缩视频编码研究

摘要

视频通信是信息交换非常重要的内容，而视频编码技术又是视频通信技术的基础。然而由于网络的异构性，带宽的波动性以及终端设备的多样性给视频编码带来了新的挑战。为了使压缩后的视频流具有时域、空域和质量等多方面的可伸缩性，最大限度地适应网络环境和用户端条件的变化，可伸缩视频编码(scalablevideo coding。SVC)应运而生。 如今可伸缩视频编码的实现已经衍生出了若干方法，基于小波变换的可伸缩视频编码作为其中的重要分支也得到了长足发展。特别是基于运动补偿时域滤波(Motion—Cornpcnsatcd Temporal Filtering.MCTF)的可伸缩视频编码方式，由于其优越的性能，成为了视频编码的一个热点。 本文在对已有的可伸缩编码技术的研究之上，主要做了如下工作：第一章和第二章介绍了可伸缩视频编码的应用背景、研究现状和发展趋势，同时对小波变换基本理论进行简述，详细介绍了基于小波的视频可伸缩编码方案，并给出一些经典框架。第三章在传统的基于提升小波变换时域滤波的可伸缩视频编码方案的基础之上，将3带5/3小波提升与网格运动估计模型相结合，相较2带小波提升方案有更好的时域分级灵活性以及压缩性能；运动估计采用改进的弹性网算法，仿真实验证明了它比基于块匹配的运动估计算法性能更为优越；帧组划分和时域分解级数均使用了自适应算法进行选择，同采用固定尺寸帧组和固定时域分解级数的方案相比有一定的性能增益；对运动矢量场进行了精简，在一定程度上提高了运动矢量编码性能；用3D—EZBC算法进行三维子带编码，并分析了码流的可伸缩性。第四章对本文编码方案进行了软件的仿真实现，验证了它的空域、时域、质量可伸缩性，同时与其他方案进行了性能对比，证明了本文编码方案具有不错的压缩性能。第五章对本文的研究工作进行了总结，同时进行了前景展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1可伸缩视频编码应用背景及研究现状

1.2本文研究内容和结构安排

第二章基于小波的可伸缩视频编码

2.1小波变换基本理论

2.1.1传统小波变换[19]

2.1.2提升小波变换[20]

2.1.3 M带小波变换

2.2小波可伸缩视频编码的演进

2.2.1小波图像编码算法

2.2.2小波可伸缩视频编码

第三章基于3带小波提升与运动补偿的可伸缩视频编码

3.1编码框架概述

3.2运动补偿时域滤波

3.2.1带运动补偿的3带小波提升时域滤波

3.2.2帧组尺寸选择

3.2.3时域分解级数选择

3.3运动矢量编码

3.4三维子带编码

3.5码流结构分析

第四章本文编码方案总体性能验证

4.1仿真环境及相关参数

4.2可伸缩性验证

4.3与其他方案的性能对比

第五章 结论和展望

5.1本文研究总结

5.2前景展望

致 谢

参考文献

作者攻硕期间取得的成果