[发明专利]一种实现可伸缩视频码流高并行度重写的编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码技术领域，尤其涉及一种实现可伸缩视频码流高并行度重写的编码方法。

背景技术

数字视频技术在通信和广播领域获得了日益广泛的应用，如网上可视会议、网上购物、远程教学、远程医疗、网上展示厅、视频点播、视频聊天等等。虽然视频信息具有一系列优点，如直观性、确切性、高效性、广泛性等，但是由于视频信息量太大，如果不经过压缩直接使用原始数据，一个普通的电影就会占用几十甚至几百G Bytes（字节）的空间，这些数据若从互联网上下载的话，那么以现有的带宽则将耗费大量的时间。因此，要使视频得到有效的应用，必须解决视频压缩编码问题，一方面编码后的视频既要有较大的压缩比，另一方面又要保证编码后的视频仍有一定的质量。

2003年3月，国际电信联盟和国际标准化组织（ITU-T/ISO）正式公布了H.264/AVC视频压缩标准。相比于以往的压缩标准，H.264/AVC具有出众的性能，简单的说，与H.263或MPEG-4Part2相比，在同样质量下，其数码率能降低一半左右；或者说在同样码率下，其信噪比明显提高，因此它在国际上受到了广泛地重视和欢迎。

虽然H.264/AVC划分了几种不同等级的视频质量，但是由于目前播放视频的终端大到高清电视，小到MP4或手机都有，它们的处理能力千差万别，需要视频的分辨率和质量也是各不相同，用H.264/AVC编码出来的码流不可能都适用，因此在2003年10月，运动图像专家组(MPEG)提出了SVC（Scalable Video Coding，可伸缩视频编码）的方案，作为H.264/AVC视频编码标准的扩展—H.264/SVC。可伸缩视频编码技术旨在把不同分辨率、不同质量的同一个视频编码成一个可伸缩的码流，不同的接收端只提取自己需要的分辨率和质量的那部分码流，可以根据实际需要适应不同的网络环境和终端解码能力。

可伸缩视频编码码流能提供一个空间、时间、质量可伸缩的码流，从这个码流中可以抽取子码流，以满足网络传输速率以及终端用户对视频在尺寸、帧率和质量等方面的需求。在可伸缩视频编码的码流中，最低质量层被称作基本层，增强空间分辨率、时间分辨率或者信噪比强度的层被称作增强层。其中，为实现空间可伸缩性，可以利用层间的运动、纹理和残差信息，使用分层编码方法；为实现时间可伸缩性，采用分级双向预测帧编码方法；为实现信噪比可伸缩性，可以使用粗粒度可伸缩性和中粒度可伸缩性两种方法，这两种方法采用与空间可伸缩性相似的层间预测方法。

可伸缩视频编码的码流中，每一个视频帧是一个访问单元，它包含了一个基本层和一个或多个增强层，每一层使用了不同的方式和参数，例如，使用空间可伸缩或质量可伸缩对该帧进行编码。在编码过程中，每一帧的每一层中都包含若干个宏块，每次以一个宏块为一个独立单元，按照帧内预测（IntraPrediction）或者帧间预测（InterPrediction）模式以及层间预测（Inter-layer Prediction）模式进行编码。帧内预测与帧间预测模式与H.264/AVC完全相同，预测数据都由重建数据得到。在帧内（Intra）预测模式中，预测数据从当前宏块附近区域已编码宏块得到。帧内（Inter）预测模式中，预测数据由一个或多个参考帧经过运动补偿（MC）得到，参考帧是指先前编码好的帧。而H.264/SVC特有的层间预测模式，每一帧的每一层预测数据从当前帧比当前层低的那些层得到。

可伸缩视频编码H.264/SVC的基本层码流是兼容H.264/AVC格式的，使用H.264/AVC的解码器就能得到基本层的视频。由于基本层视频一般都是低分辨率、低质量的，而一些老式设备只能解码H.264/AVC的码流，对H.264/SVC增强层的码流无法解析。因而，需要借助可伸缩视频编码的可重写技术（Rewriter）解决这个问题，该技术利用同一个访问单元（Access Unit）不同层之间的预测关系，把每层依赖底层的运动、纹理和残差信息进行重新计算，得到符合H.264/AVC的运动、纹理和残差信息。

由于使用现有H.264/SVC码流编码技术中，每一帧之间解码、重写存在依赖关系，导致了重写时并行度低，重写速度慢，尤其是在标清、超清视频及实时度要求较高的应用场景下，由于并行度不高，重写速度不能很好的满足实时的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现可伸缩视频码流高并行度重写的编码方法，提高了重写时的并行度及重写速度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种实现可伸缩视频码流高并行度重写的编码方法，该方法包括：