14、视频比特流处理与未来压缩技术展望

视频比特流处理与未来压缩技术展望

1. 比特流处理简介

随着传输系统（如卫星、地面、宽带流传输、移动设备传输等）的不断增多，电视节目在周转系统中被重新利用的情况越来越普遍。在很多系统中，比特率的变化幅度很大，有时只能通过降低视频信号的分辨率来实现比特率的降低，此时先解码、再下采样、最后以较低分辨率重新编码可能是最佳解决方案。

在一些重新复用系统中，只需从一个统计复用组中提取若干频道，并将它们与其他可变或固定比特率的频道重新混合成一个新的统计复用流。若比特率分配足够大，可使用专用的比特率变换器来避免解码和重新编码。

另一种可避免解码 - 编码级联的情况是从一个压缩比特流切换到另一个。若两个比特流兼容（即具有相同的图像分辨率、相同的配置文件和级别以及相同的音频配置），则可在压缩域中进行切换，否则解码器可能会出现故障。由于切换过程涉及视频和音频信号、定时参考以及数据信号（如 PSI、SI、EPG 等），该过程通常被称为拼接。需要注意的是，尽管比特流处理可以避免解码 - 编码级联，但仍需要进行解扰以获取头部信息，并且很可能还需要重新加扰。

2. 比特率变换器

2.1 类型

比特率变换器主要有两种类型：
- 开环比特率变换器（有时称为重新量化比特率变换器）
- 闭环比特率变换器（也称为运动补偿比特率变换器）

2.2 开环比特率变换器

开环比特率变换器相对简单，但比特率降低能力有限。它通过增加变换系数的量化或直接丢弃一些交流系数来降低比特率。由于这种系数操作，解码器最终得到的重建图像与编码器略有不同。随着预测阶段的增加，编码器和解码器之间的差异会增大。比特率变化