CN104853188A - 无线网络中svc快速编码模式的选择控制方法和系统 - Google Patents

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何震宇
甘雯辉
范娜娜
杨卫国
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Abstract

本发明公开了无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法和系统，相较于现有技术，本发明提供的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法和系统，其选择控制方法包括将视频信号分为基本层和增强层；降低视频信号的增强层的采样率，获取低像素的增强层，提高增强层的编码效率；之后，分别对基本层和增强层进行帧内预测编码；再将编码后的增强层和基本层混合输出可伸缩比特流，本发明通过降低视频信号的增强层的采样率来提高增强层的编码效率，从而达到快速可伸缩编码的目的，实现编码时间的大大节省，并且视频质量基本不受影响。

Description

无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法和系统
技术领域
本发明涉及视频处理技术，特别涉及一种无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法和系统。
背景技术
目前，在视频编码时，不同的接入网络的客户端用户的接收条件往往不同。传统的视频编码技术仅提供一套与网络相适应的视频编码系统，难以快速地自适应各种不同接入网络的用户。SVC（可伸缩视频编码）的出现解决了这一难题，SVC作为H.264/AVC的扩展标准被提出，其特点是宏观上采用分层编码结构，利用分层结构有效结合了时域、空域及质量可分级性。
如图1所示，其为SVC编码框架示意图，在现有的SVC的编码模式中，视频编码提出了分层的概念，一般分为增强层和基本层，由于增强层的存在使得编码时间加大，而且层间宏块编码模式的选择增多，增强层的编码比基本层编码更加复杂，导致编码时间过长，影响视频质量。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法和系统，能提高无线网络的编码效率。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法，其包括如下步骤：
将视频信号分为基本层和增强层；
降低视频信号的增强层的采样率，获取低像素的增强层，提高增强层的编码效率；
分别对基本层和增强层进行帧内预测编码；
将编码后的增强层和基本层混合输出可伸缩比特流。
所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法中，所述将编码后的增强层和基本层混合输出可伸缩比特流的步骤之后，还包括：
利用编码器对比特流文件进行编码封装；
提高混合信号的采样率，达到自适应传输输出视频。
所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法中，所述利用编码器对比特流文件进行编码封装的步骤中，在编码封装时，包括：
在运动估计的宏块编码模式选择和比较最小率失真成本；
根据比较结果选择编码模式。
所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法中，所述分别对基本层和增强层进行帧内预测编码的步骤中，在帧内预测编码时，增强层采用与基本层相应的编码模式编码。
所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法中，增强层的编码模式根据基本层的改变面改变。
一种无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，其包括：
视频分离模块，用于将视频信号分为基本层和增强层；
处理模块，用于降低视频信号的增强层的采样率，获取低像素的增强层，提高增强层的编码效率；
帧内预测编码模块，用于分别对基本层和增强层进行帧内预测编码；
混合模块，用于将编码后的增强层和基本层混合输出可伸缩比特流。
所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，还包括：
编码器，用于比特流文件进行编码封装；
自适应输出模块，还用于提高混合信号的采样率，达到自适应传输输出视频。
所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，所述编码器在编码封装时，在运动估计的宏块编码模式选择和比较最小率失真成本，之后根据比较结果选择编码模式。
所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，所述帧内预测编码模块在帧内预测编码时，增强层采用与基本层相应的编码模式编码。
所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，所述帧内预测编码模块对增强层的编码模式根据基本层的改变面改变。
相较于现有技术，本发明提供的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法和系统，其选择控制方法包括将视频信号分为基本层和增强层；降低视频信号的增强层的采样率，获取低像素的增强层，提高增强层的编码效率；之后，分别对基本层和增强层进行帧内预测编码；再将编码后的增强层和基本层混合输出可伸缩比特流，本发明通过降低视频信号的增强层的采样率来提高增强层的编码效率，从而达到快速可伸缩编码的目的，实现编码时间的大大节省，并且视频质量基本不受影响。
附图说明
图1为现有SVC编码框架示意图。
图2为本发明无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法的流程图。
图3为本发明无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法具体过程示意图。
图4本发明无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统的结构框图。
具体实施方式
本发明提供一种无线网络中SVC快速编码模式的选择(Fast Mode Decision for Scalable Video Coding over Wireless Network)控制方法和系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图2，本发明实施例提供的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法，包括如下步骤：
S100、将视频信号分为基本层和增强层；
S200、降低视频信号的增强层的采样率，获取低像素的增强层，提高增强层的编码效率；
S300、分别对基本层和增强层进行帧内预测编码；
S400、将编码后的增强层和基本层混合输出可伸缩比特流。
在步骤S300中，在帧内预测编码时，增强层采用与基本层相应的编码模式编码。优选的，增强层的编码模式根据基本层的改变面改变。
具体地，增强层进行帧内预测时，在图像变换内容不大时，根据基本层的预测结果而直接做出预测，不必要再按照基本层那样一步一步预测，节省时间。
更优地，在帧内预测编码时，在图像的同一区域，增强层不用再去计算选择编码模式，而可以直接采用与基本层相同的编码模式，实现在无线网络中的高性能编码，通过控制增强层的编码为适应不同网络来提供高质量的视频，从而达到自适应传输，通过快速决策模式算法来提高编码效率，从而大大节省了帧内预测编码过程，并提高编码速度。本发明通过降低增强层的采样率来降低增强层的分辨率，为快速编码提高便利条件，视频最终质量并不受太大影响。
本发明通过快速模式选择可伸缩编码算法，是通过降低增强层采样率和视频大小来实施的，如果增强层和基本层采用相同大小的图像，增强层的编码复杂度要高出基本层编码复杂度80%。同时，当基本层采用哪种编码模式，增强层相应的采用哪种编码模式，这样就可大大节省增强层在模式选择上的花销。
进一步的，为了使视频正常播出，在步骤S400之后，本发明的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法还包括：
S500、利用编码器对比特流文件进行编码封装；
S600、提高混合信号的采样率，达到自适应传输输出视频。
其中，在编码封装时，具体包括：在运动估计的宏块编码模式选择和比较最小率失真成本；之后，根据比较结果选择编码模式。
在比较最小率失真成本时，通过率失真函数来比较结果，率失真大时，可采用4*4宏块编码封装，率失真小时可采用16*16宏块编码封装，从而使编码性能得到大幅度地提高。
如图3所示，原始的图像序列通过本发明的选择控制方法将会被编码成两个不同分辨率的空间层，一个基本层CIF(352*288)和一个增强层QCIF(176*144)。为了选择宏块编码模式，使用运动估计来识别率失真大小，通过最小率失真开销来衡量选择宏块编码模式。其中，中间层内预测是指：在图像变换内容不大时，增强层可根据基本层的预测结果而直接做出预测，不要在按照基本层那样一步一步预测，节省时间。
在基本编码过程中空间层中的基本层和增强层的不同会增加编码复杂度，本发明采用降低增强层的采样率的过程是为了降低编码复杂度和编码时间。所以，在编码器编码封装完图像序列后，需将视频的采样率提升到原来的大小，方可正常播放。
本发明还相应提供一种无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，如图4所示，其包括：视频分离模块10，用于将视频信号分为基本层和增强层；处理模块20，用于降低视频信号的增强层的采样率，获取低像素的增强层，提高增强层的编码效率；帧内预测编码模块30，用于分别对基本层和增强层进行帧内预测编码；混合模块40，用于将编码后的增强层和基本层混合输出可伸缩比特流。具体请参阅上述实施例。
进一步地，本发明的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，其特征在于，还包括：编码器50，用于比特流文件进行编码封装；自适应输出模块60，还用于提高混合信号的采样率，达到自适应传输输出视频。具体请参阅上述实施例。
其中，所述编码器在编码封装时，在运动估计的宏块编码模式选择和比较最小率失真成本，之后根据比较结果选择编码模式。具体请参阅上述实施例。
所述帧内预测编码模块在帧内预测编码时，增强层采用与基本层相应的编码模式编码。并且，帧内预测编码模块对增强层的编码模式根据基本层的改变面改变。
综上所述，本发明使用视频可伸缩编码的快速模式选择算法，通过对增强层的图像进行降低，从而达到快速可伸缩编码的目的，实现编码时间的大大节省，并且视频质量基本不受影响。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
将视频信号分为基本层和增强层；
降低视频信号的增强层的采样率，获取低像素的增强层，提高增强层的编码效率；
分别对基本层和增强层进行帧内预测编码；
将编码后的增强层和基本层混合输出可伸缩比特流。
2.根据权利要求1所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法，其特征在于，所述将编码后的增强层和基本层混合输出可伸缩比特流的步骤之后，还包括：
利用编码器对比特流文件进行编码封装；
提高混合信号的采样率，达到自适应传输输出视频。
3.根据权利要求2所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法，其特征在于，所述利用编码器对比特流文件进行编码封装的步骤中，在编码封装时，包括：
在运动估计的宏块编码模式选择和比较最小率失真成本；
根据比较结果选择编码模式。
4.根据权利要求1所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法，其特征在于，所述分别对基本层和增强层进行帧内预测编码的步骤中，在帧内预测编码时，增强层采用与基本层相应的编码模式编码。
5.根据权利要求4所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制方法，其特征在于，增强层的编码模式根据基本层的改变面改变。
6.一种无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，其特征在于，包括：
视频分离模块，用于将视频信号分为基本层和增强层；
处理模块，用于降低视频信号的增强层的采样率，获取低像素的增强层，提高增强层的编码效率；
帧内预测编码模块，用于分别对基本层和增强层进行帧内预测编码；
混合模块，用于将编码后的增强层和基本层混合输出可伸缩比特流。
7.根据权利要求6所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，其特征在于，还包括：
编码器，用于比特流文件进行编码封装；
自适应输出模块，还用于提高混合信号的采样率，达到自适应传输输出视频。
8.根据权利要求7所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，其特征在于，所述编码器在编码封装时，在运动估计的宏块编码模式选择和比较最小率失真成本，之后根据比较结果选择编码模式。
9.根据权利要求6所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，其特征在于，所述帧内预测编码模块在帧内预测编码时，增强层采用与基本层相应的编码模式编码。
10.根据权利要求6所述的无线网络中SVC快速编码模式的选择控制系统，其特征在于，所述帧内预测编码模块对增强层的编码模式根据基本层的改变面改变。
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