可分级视频编码中基本层码率控制的研究

摘要

视频编码目标是在码率受限的情况下取得最优的压缩效率，确保编码数据在信道成功传输，并且在接收端获得最佳的视频质量。因此，码率控制在视频编解码系统中是非常重要的技术，其控制效果的好坏直接影响到码流的带宽和图像的质量。 可分级视频编码技术是视频编码中达到最新技术发展水平的编码技术之一。本文首先介绍了可分级视频编码系统，包括框架，可分级性维度。随后介绍了码率控制的背景、原理和率失真理论，研究和分析视频编解码国际标准中采用的经典码率控制算法。 在ρ域的码率控制中，编码比特R和一帧图像的变换量化系数中零的百分比之间的关系起着非常重要的作用。本文详细研究了ρ域的码率控制方法在可分级视频编码系统中的可适用性，通过大量的实验统计，验证了其基本层的等级B帧符合R-ρ线性规律。由于可分级编码的框架结构，线性模型有了新的特征。本文分别对线性模型参数进行统计，统计曲线显示了在同一个时间子带上的图像帧有着相近的线性模型参数。 本文深入研究和分析了零系数百分比的码率控制算法的应用。根据对可分级编码系统基本层的等级B帧的分析，结合时间子带的特征，提出了一种复杂度低的改进的码率控制算法，通过最小二乘法寻找最优解，本文实现了线性模型在SVM基本层的码率控制应用，且在JSVM1.0上实现了该算法，并把实验结果与TM5比较。实验表明，该码率控制算法不仅可以获得有效控制效果，而且提高了重建图像的可视质量。