1、隨著計算機和通信技術(shù)的發(fā)展，因特網(wǎng)的流行以及多媒體業(yè)務(wù)需求的增加，通過因特網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)或有線電視網(wǎng)等傳輸視頻已經(jīng)引起了學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛興趣。而隨著視頻應(yīng)用領(lǐng)域的擴展，網(wǎng)絡(luò)和終端的異構(gòu)性必須被考慮?？缮炜s編碼是對這種異構(gòu)環(huán)境應(yīng)用的一個有效解決方法?？缮炜s性是指通過對部分壓縮碼流解碼而獲得有物理意義的圖象或視頻信息的能力。視頻服務(wù)器可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬和終端能力改變可伸縮碼流的分辨率、質(zhì)量或復雜度以保證用戶服務(wù)質(zhì)量。小波變換是信號處理的一個

2、強有力工具，它具有良好的能量集中能力，并且很自然地提供了信號的多分辨率表示，所以特別適合于圖象和視頻的可伸縮編碼。本文在基于小波的可伸縮視頻編碼領(lǐng)域內(nèi)進行了一些研究，主要包括：小波系數(shù)編碼、運動補償時域濾波(MCTF)和運動編碼等方面。 圖象經(jīng)過空域小波分解后生成一個低頻子帶和多個高頻子帶，小波系數(shù)的能量主要集中在低頻子帶和高頻子帶中的細節(jié)區(qū)域。因為重要系數(shù)沒有固定的分布模式，所以重要位置的編碼就成為小波系數(shù)編碼的關(guān)鍵。零樹和零

3、塊是被證明為重要位置編碼非常有效的工具并已被廣泛使用。它們都按照四叉樹的方式對重要的集進行分割。根據(jù)小波系數(shù)非常稀疏和重要系數(shù)具有聚集的特點，本文提出了二進集分割(BSP)和自適應(yīng)集分割(ASP)兩個小波圖象編碼算法。它們都采用了矩形和正方形的零塊結(jié)構(gòu)，其中BSP根據(jù)子帶的方向把重要的集簡單地分為兩個子集，而ASP則根據(jù)該集合的上下文自適應(yīng)地把它分為二、三或四個子集。在沒有使用算術(shù)編碼時，BSP和ASP的性能都超過了基于零樹(如SPIH

4、T)或傳統(tǒng)零塊(如EZBC)的算法；而在使用基于上下文的算術(shù)編碼時，它們的性能和EZBC接近，但都超過了SPIHT。因為它們對子帶進行獨立編碼，所以很容易實現(xiàn)空域分辨率可伸縮。這兩個算法都可以用于小波視頻編碼中的系數(shù)編碼。 小波視頻編碼要取得成功，有效地利用時域相關(guān)非常重要。運動補償時域濾波被認為是消除時域冗余和實現(xiàn)良好可伸縮性的有效方法。它在時間軸方向?qū)\動補償后的樣點進行小波分解。在采用MCTF的視頻編碼中經(jīng)常可以看到重建視

5、頻序列的PSNR有規(guī)律地波動，降低了重放的主觀質(zhì)量。本文從理論上詳細地分析了MCTF中引起PSNR波動的原因，得出了導致PSNR波動的三個因素，即運動的不一致、MCTF中的插值以及高頻幀之間的相關(guān)性。本文還導出了量化誤差和重建誤差之間的關(guān)系。仿真實驗結(jié)果表明這些分析是非常成功的。根據(jù)理論分析，本文還提出了一些可能的解決方法。 本文的最后部分研究運動估計和編碼。本文首先介紹了層次式可變大小塊匹配(HVSBM)運動估計方法，并分析了

6、它的復雜度，然后提出了一個基于上下文的自適應(yīng)運動編碼方案，它包括運動向量編碼、四叉樹結(jié)構(gòu)編碼和模式編碼。在運動向量編碼中它使用已編碼的、并具有相同模式的鄰居運動向量來預測當前運動向量，并用CABAC算法編碼差分運動向量；在四叉樹結(jié)構(gòu)編碼和模式編碼中也使用了基于上下文的算術(shù)編碼。實驗表明，新的方案可以提高運動編碼效率25﹪以上，從而提高系統(tǒng)的編碼效率，特別是在低碼率時的編碼效率。為了進一步提高低碼率應(yīng)用中的性能，需要使用可伸縮運動編碼。在

7、空間分辨率可伸縮運動編碼中，本文提出用基于率失真的裁剪方法對運動向量四叉樹進行裁剪，在主觀評價和客觀評價方面都提高了系統(tǒng)的性能。相比之下，基于固定尺寸的裁剪方法雖然可以提高系統(tǒng)的PSNR，但主觀質(zhì)量卻可能下降。本文也研究了利用改變運動向量的精度來實現(xiàn)可伸縮運動編碼，但實驗結(jié)果表明這種方法的伸縮范圍小，性能改進也不明顯。針對運動編碼的特殊性，本文還提出了偽伸縮運動編碼的概念，它對伸縮后的運動向量場進行獨立編碼而不是分層編碼。它不但可以實現(xiàn)