[发明专利]基于P2PVoD视频点播系统的H.264/SVC到H.264/AVC的转码方法

说明书

技术领域

本发明涉及互联网流媒体技术，尤其涉及一种基于P2PVoD视频点播系统的H.264/SVC到H.264/AVC的转码方法。

背景技术

随着计算机网络技术和多媒体技术的迅猛发展，人们对视频服务的需求日趋多样化，视频技术的研究已成为信息技术的热门研究领域之一。2003年3月，ITU/ISO的联合项目组JVT发布了视频编码标准H.264/AVC(Advanced Video Coding)，由于其优越的压缩，较高的编码效率和很好的网络适应性，获得了广泛的使用。

为了解决多媒体应用的扩展出现的越来越多的异构网络、多媒体终端、用户需求对相同内容多媒体信息的访问要求，在AVC基础上提出了H.264/SVC(Scalable Video Coding)可扩展编码标准。目前，SVC已成为近年来视频技术领域研究的热点之一，它不但继承了AVC良好的编码效率和网络适应性，其在时域、空域、质量的可扩展性能更好地满足了互联网视频、移动无线视频、视频监控、电视电话以及实时转播等不同视频服务的多样化需求。

SVC在业内的使用程度和认可程度远不及在网络和工业界已经早已被广泛认可和使用的H.264/AVC。由此可知，现有的很多终端，大多数为AVC的终端设备，只支持AVC的实时解码和SVC基本层的解码，无法做到SVC的实时解码。虽然AVC解码设备能支持SVC基本层的解码，能达到基本的播放，但终端都希望得到与其能力相匹配的视频效果。若重新在解码终端增加SVC的解码功能，必然造成很多现有终端的额外开销。此外，在无线网络中，许多无线设备不具备SVC实时解码的处理能力。这就需要在视频到达终端之前的内容服务器端作一些必要的处理措施。一种情况是在服务器端生成若干个相互独立、具有不同分辨率的码流来满足终端用户的需求，但这势必会增加编码端负担、导致带宽的严重浪费。另一种方法是在服务器端进行转码，将SVC码流转化为AVC码流，在不造成其他额外开销的情况下，达到终端的要求。显然，第二种方法既能体现SVC优良的网络适应性能为视频传输提供一个很好的自适应能力，又能适应现有终端的处理能力，为不同的终端提供与其能力最匹配的视频质量服务。

目前的从SVC到H.264/AVC的视频转码技术中，有蛮力转码和码流重写机制。

在转码技术中，最直观的转码方式就是蛮力转码(全解全编)：对现有码流进行完全解码再按照接收端要求重新编码，此种方法能得到最佳的率失真效果，但其计算复杂、耗时多、成本代价大，不适合通信设备的实时性转码要求。

从SVC到H.264/AVC的快速转码，目前现有的方法都是基于码流的重写机制。比较具有代表性的是Segall提出的SVC到H.264/AVC的码流重写(AVC Rewrting)机制和Hannukesela提出的基于特定结构的码流重写机制。目前效果最好的是，Segll在2007年提出的基于CGS(Coarse Grain Scalability，粗等粒度颗粒)的SVC到AVC的码流机制，现已有JVT-T061和JVT-V035两个版本标准提案。该方法对SVC的语法和语义进行了更改，在SVC编码端使用了自定义的语法，针对CGS质量可伸缩层进行码流重写。对具有多个CGS质量层和最基本的MGS(Medium Grain Scalabilty，中等粒度颗粒)层的SVC码流进行无损的转码并得到与目标质量层相匹配的视频内容。在增加基本层较少码率的同时具有较低的转码复杂度。该方法虽然具有无损、低复杂度等有优点，但目前只能对SVC的质量层进行转码，无法实现空间分辨率的转码。另外，该方法在编码端对SVC的语法和语义进行了修改，不仅在SVC编码端造成了编码效率的影响，而且对于未考虑SVC码流重写的编码得到的码流无法进行转换。

另一种从SVC到H.264/AVC码流重写方法是由Hannukesela提出的基于特定结构的码流重写机制。该方法提出了两种不同结构的码流重写机制。第一种是增强层只包含双向预测图像和可跳过的图像，增强层中的双向预测图像做些简单的处理即可加入基本层构成单一的AVC码流。另一种是SVC编码结构类似与同播，SVC各层之间采用独立编码，层与层之间不存在参考和预测。在转码端，对SVC码流各层通过简单的判断决定丢弃与否，再对数据头信息进行简单的修改即可生成AVC码流。该方法虽然转码操作简单，但其需要在编码端进行严格的控制，只能针对以上两种特定的SVC码流结构进行转码，局限性太大。

发明内容