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随着多媒体通信技术的发展,各种数字应用通过网络连在一起,在带来更多便利性的同时也带来了一些更多技术上的挑战。由于不同网络的通信能力不同,各种终端系统的处理能力不同,不同用户的需求也不相同,传统的视频编码技术已经不能满足这些复杂的应用场景。为了解决上述一系列问题,可伸缩编码技术被提出并且逐渐完善,并且在2007年作为H.264的附录正式颁布。可伸缩视频编码技术可以从根本上为解决上述问题提供方案,它具备较高的编码效率,并支持时间、空间和质量的伸缩方式,从而可以解决网络及终端的异构性,但是较高的编码复杂度却成为了可伸缩视频编码市场应用的桎梏。
本文首先介绍了可伸缩视频编码的原理和特点,并对其编码性能和时间消耗进行了分析。随后针对编码复杂度较高的问题进行深入研究,介绍了快速算法的原理并对常见的快速算法进行了系统的综述。
本文针对最复杂、最耗时的混合可伸缩结构进行研究,利用率失真关系和提前终止条件以及参考宏块关系,在块复杂度函数算法的基础上进行三项改进,提出了一种基于改进型块复杂度函数的快速算法,简称为IBCF(Improved Block Complexity Function,IBCF)算法,实验结果表明IBCF算法能够达到比块复杂度函数算法更高的编码效率,对比JSVM的全搜索算法,码率增加0.06%,PSNR损失0.023dB,但是节省了58.3%的编码时间。
另一方面,本文系统的考察了当前待编码宏块的全部相关宏块,并且对这些参考宏块进行了与当前宏块的相似程度的比较,通过全相关时间预测函数以及帧内模式计数的两种主要技术,提出了一种基于全相关时间预测函数的快速算法,称为FCTPF(Full Correlation TimePrediction Function,FCTPF)算法,该算法所带来的码率增加仅0.19%,PSNR损失仅0.03dB,但是平均节省的时间达到了65%。