可適性視頻編碼

可適性視頻編碼

可適性視頻編碼（Scalable Video Coding, SVC）是傳統H.264/MPEG-4 AVC編碼的延伸，可提升更大的編碼彈性，並具有時間可適性（Temporal Scalability）、空間可適性（Spatial Scalability）及訊雜比可適性（SNR Scalability）三大特性，使視頻傳輸更能適應在異質的網路頻寬。

基本介紹

  • 中文名：可適性視頻編碼
  • 外文名：Scalable Video Coding
  • 縮寫：SVC
  • 本質：傳統H.264/MPEG-4 AVC編碼的延伸
  • 特性：時間，空間，訊雜比可適性
概述,歷史,配置檔案和級別,

概述

SVC的目標在於標準化已使編碼的高品質的視頻碼流，可以獨立拆分成一個或多個子比特流（subset bitstream）進行解碼，可以自己用一個複雜和重建質量達到類似的利用現有的H.264/MPEG-4 AVC的設計與相同數量的數據碼流中的一個子集。
一個子比特流（subset bitstream）可以代表一個空間或時間解析度較低或品質較差的的視頻信號（每個單獨或組合）相比。
  • 時間（幀速率）的可適性：由於一般視頻壓縮都會利用運動補償的手段，紀錄位移向量（motion vector）。在某些系統的套用上，可以跳過某幾幀用其鄰近幀的位移向量內插出該被跳過幀的結果。在解碼端同樣利用運動補償算回該被跳過幀。
  • 空間（圖片大小）的可適性：圖形（或視頻壓縮中的一幀）在壓縮編碼的時候即存下了多重大小（或解析度）的結果。讓解碼端得以視需求解碼回所需的圖片大小（或解析度），可能以較小的結果換取解碼的效率。通常較小的圖片即帶有大圖片一部分的特性，大圖的存儲上不需要重複記錄這些重複的部分。
  • 信噪比/質量/品質可適性：在壓縮編碼的時候將多重品質（qualities）的結果都存下來。讓解碼端得以視需求解碼回所需的圖片品質，可能以較低的品質換取解碼的效率。通常品質較差的圖片仍有一定的代表性，品質較佳的結果在存儲上不需要重複記錄重複的信息。
  • 聯合可適性（Combined scalability）：結合上述三個擴展性。
例子
空間可適性與品質可適性的綜合套用可以引用JPEG 2000視頻壓縮。JPEG 2000從遞進性（Progressive）與可適性（Scaling）兩個角度來看待：
  • 從遞進性的角度來看，解碼的過程會先去截取前端低解析度信息，先解得低解析度圖片；再一步步截取更多信息，逐步增進解析度。這代表了用戶可以視需求只解碼部分而得到縮略圖，節省計算量。
  • 從可適性的角度來看，其編碼內容可以在任意位置截斷，從頭至此的編碼片段可被解碼回一張較低解析度的圖片。編碼片段越長，解碼後的解析度越高（或說放大到同樣解析度時，其峰值信噪比（PSNR）較佳）。這意味了當需要更高壓縮率時，直接丟棄後方的編碼數據即可達成。

歷史

2003年10月：運動圖像專家組（MPEG）發出了關於SVC技術的提案徵集。
2004年4月：提交了14項提案; 12個基於小波壓縮，2個是H.264 / MPEG-4 AVC的擴展。
2004年10月：由Heinrich-Hertz-Institute（HHI）的圖像通信組提出的提案被MPEG選為其SVC標準化項目的起點。
2005年1月：MPEG和視頻編碼專家組（VCEG）確實同意將SVC項目標準化為H.264 / MPEG-4 AVC標準的修正案。
2007年7月：SVC項目獲得最終批准。

配置檔案和級別

作為可擴展視頻編碼擴展的結果，該標準包含五個額外的可擴展配置檔案：可擴展基線，可擴展高，可擴展高內部，可擴展約束基線和可擴展約束高配置檔案。這些配置檔案被定義為基礎層的H.264 / MPEG-4 AVC配置檔案（可擴展配置檔案名稱稱中的第二個字）和實現可擴展擴展的工具的組合：
1.可擴展的基線配置檔案：主要針對會話，移動和監控應用程式。
  • 符合可擴展基線簡檔的比特流包含符合H.264 / MPEG-4AVC的基線簡檔的受限版本的基本層比特流。
  • 支持B切片，加權預測，CABAC熵編碼和增強層中的8×8亮度變換（CABAC和8×8變換僅支持某些級別），儘管基礎層必須符合受限制的基線輪廓，不支持這些工具。不包括隔行掃描源的編碼工具。
  • 空間可伸縮編碼被限制在水平和垂直方向上的連續空間層之間的解析度比率1.5和2以及宏塊對齊的裁剪。
  • 支持質量和時間可伸縮編碼，沒有任何限制。
2.可擴展的高配置檔案：主要用於廣播，流媒體，存儲和視頻會議應用程式。
  • 符合可擴展高配置檔案的比特流包含符合H.264 / MPEG-4 AVC的高配置檔案的基本層比特流。
  • 支持可伸縮視頻編碼擴展中指定的所有工具。
  • 支持沒有任何限制的空間可伸縮編碼，即任意解析度和裁剪參數。
  • 支持質量和時間可伸縮編碼，沒有任何限制。
3.可擴展的高內部配置檔案：主要用於專業應用程式。
  • 僅使用瞬時解碼器刷新（IDR）圖片。可以在不參考先前幀的情況下解碼IDR圖片。
  • 符合可擴展高幀內簡檔的比特流包含基本層比特流，其符合H.264 / MPEG-4AVC的高簡檔，僅允許IDR圖像。
  • 允許使用所有可伸縮性工具，如可擴展高配置檔案，但在任何層中僅允許IDR圖片。
4.可擴展的約束基線輪廓
5.可擴展的約束高配置檔案

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