[发明专利]一种用于空间可分级视频编码的编码模式选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频压缩编码技术，特别涉及一种用于空间可分级视频编码(SVC)的一种宏块编码模式选择方法。 

背景技术

可分级视频编码(SVC，Scalable Video Coding)是近20年来兴起的一种应对现代视频传输系统和终端多样性的技术。可分级性(scalability)，是指视频比特流可以依据一定规则有选择的进行“丢弃”，从而适应不同网络条件以及终端性能的需求。 

目前最新的SVC标准由联合视频工作组(JVT，Joint Video Team)制定并作为H.264/AVC(Advanced Video Coding)标准的附录G，通常被称为H.264/SVC。本发明着重涉及H.264/SVC的技术，因此在接下来的说明中，如非特殊说明SVC都将特指H.264/SVC。 

SVC码流的特点是其包含若干个子码流，可根据需求提取某些子码流进行解码。当前的SVC标准实现了三种最普遍的可分级性：时间可分级、空间可分级和质量可分级。而不同的可分级性可以联合，使得单路SVC码流可以表达多种时-空分辨率和质量的视频内容，灵活性非常高。 

SVC的各种分级性是采用分层编码的技术得以实现。每一个SVC码流都由一个与AVC兼容的基本层(Base Layer)和若干个增强层(EnhancementLayer)组成。基本层对应最低分辨率或质量的视频内容，其码流比特率最低；增强层相对于基本层具备更高的视频的分辨率或质量，而码流比特率相应增大。当传输系统条件下降或终端计算能力不足时，完整码流不能被有效的传输和解码，则可以由最高增强层开始逐层丢弃子码流，直至只包含最低 的基本层。 

SVC良好的压缩效率一方面得益于沿用了AVC的所有编码工具，例如帧内预测、多参考帧多划分的分数像素精度的运动补偿、环境自适应的熵编码等等；另一方面SVC在编码增强层时，将低层作为参考层(reference layer)，引入一系列层间预测(inter-layer prediction)技术去除了层与层之间的冗余度。SVC空间可分级使用了三种层间预测技术，分别为纹理层间预测(TextureInter-layer Prediction)、运动层间预测(Motion Inter-layer Prediction)和残差层间预测(Residual Inter-layer Prediction)。 

1、纹理层间预测(Texture Inter-layer Prediction) 

空间分级SVC中，参考层与增强层之间的纹理信息通常具有很强的相关性。当参考层的宏块采用帧内编码时，其纹理信息可以被对应增强层宏块利用来消除冗余度。通过对参考层的重构块像素上采样即可以获得增强层纹理预测像素值。在SVC中，上采样是通过对亮度分量使用4抽头的FIR插值滤波器和对色度分量使用双线性插值滤波器来实现的。为了进一步提高预测性能，在上采样之前还需要对参考层重构像素进行去块滤波。以下以Intra_BL特指这种编码模式。 

2、运动层间预测(Motion Inter-layer Prediction) 

空间分级SVC中，参考层与增强层之间的运动信息通常具有很强的相关性。对于帧间编码的增强层宏块，其运动信息可以由其对应的参考层编码块推测出来。在基二的空间分级(即增强层图像宽高都为参考层图像宽高的2倍)时，参考层的块划分大小和运动矢量大小分别扩展2倍后即可为增强层宏块使用，而参考层的参考帧序号也可直接应用于增强层编码。以下以BL_Skip特指这种编码模式。 

3、残差层间预测(Residual Inter-layer Prediction) 

空间分级SVC中，参考层与增强层之间的编码残差信息通常具有很强的相关性。对于帧间编码的参考层宏块，其编码残差可以经过上采样获得其对应的增强层的残差信号的预测。这里的上采样使用双线性插值滤波器实 现，并且为了避免参考层块效应失真传递到增强层中，上采样的操作不得跨越变换块边界。以下通过在其它编码模式之后加后缀res特指这种编码模式。 

SVC空间分级增强层宏块编码的模式如表1所示，其中部分是沿用自AVC，另一部分则采用上述层间预测。 

表1