[发明专利]一种面向H.264/SVC MGS编码的率失真模式选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视频编码领域，具体涉及一种H.264/SVC(Scalable Video Coding，可伸缩视频编码)MGS(Medius-Grain Scalability，中粒度质量可伸缩)增强层编码的率失真模式选择方法。

背景技术

随着数字媒体时代的发展，通过网络传输连续的媒体数据已经成为大势所趋，同时越来越多的用户希望用PC和非PC设备通过互联网和无线网络来进行视频通信和服务，这种随时随地的视频通信和服务对当前视频编码技术提出了更大的挑战，视频流传输的完整性、正确性和实时性已经成为视频编码所要解决的关键问题。

由于网络的异构性，用户使用设备的多样性和用户设备的不同计算能力，传统视频编码方法难以同时满足视频流传输的完整性、正确性和实时性。H.264/SVC支持编码视频流在时间、空间和质量上的可分级性，因而能较好地解决上述问题。

相比H.264/AVC(Advanced Video Coding，先进视频编码)，H.264/SVC引入了多种层间预测编码模式。如何在这些编码模式中选择最有效的模式直接决定了视频编码的编码效率。率失真优化(Rate Distortion Optimization，RDO)方法被认为是最为有效的模式选择方法，并被各视频编码标准采用，其基本思想是在给定的目标码率R_c下，选择一个最优的编码模式M使得重建结果的失真值D最小，即

minimize{D}，满足R≤R_c

引入拉格朗日乘子λ可以将上述约束问题转化为非约束问题：

minimize{J}，J＝D(M|Q)+λR(M|Q)

上式即为率失真(Rate Distortion，RD)值计算公式。其中，J为在量化步长Q下使用模式M进行编码产生的率失真优化值。D(M|Q)和R(M|Q)分别代表在量化步长Q下使用模式M编码得到的失真值和产生的码率。由上式可以看出，拉格朗日乘子λ的值将直接影响编码模式选择的结果，故将对视频编码效率产生重要的影响。因而，在编码开始之前需确定合理的拉格朗日乘子值。λ值往往通过下式求导取极值得到，即

dJdR=dD(M|Q)dR(M|Q)+λ=0]]>

由上式可以看到，率模型R(M|Q)和失真模型D(M|Q)的准确性决定了λ的准确性。H.264/SVC增强层率失真编码时采用的λ仍是基于传统的面向单层视频编码标准的率模型和失真模型得到，这些率模型和失真模型并没有考虑层间相关性，而H.264/SVC增强层的层间预测模式引入了层间依赖性，即高层图像的编码依赖于低层图像的编码结果，因此传统的率失真模型已经不能准确地描述具有层间依赖性的SVC增强层的码率与失真的关系，而在此率模型和失真模型基础上得到的拉格朗日乘子已经不能得到可伸缩视频编码的最优结果。