HEVC scalable analysis : performance and bitrate control

Abstract

Esta dissertação apresenta um estudo da norma de codificação de vídeo de alta eficiência (HEVC) e a sua extensão para vídeo escalável, SHVC. A norma de vídeo SHVC proporciona um melhor desempenho quando codifica várias camadas em simultâneo do que quando se usa o codificador HEVC numa configuração simulcast. Ambos os codificadores de referência, tanto para a camada base como para a camada superior usam o mesmo modelo de controlo de débito, modelo R-λ, que foi otimizado para o HEVC. Nenhuma otimização de alocação de débito entre camadas foi até ao momento proposto para o modelo de testes (SHM 8) para a escalabilidade do HEVC (SHVC). Derivamos um novo modelo R-λ apropriado para a camada superior e para o caso de escalabilidade espacial, que conduziu a um ganho de BD-débito de 1,81% e de BD-PSNR de 0,025 em relação ao modelo de débito-distorção existente no SHM do SHVC. Todavia, mostrou-se também nesta dissertação que o proposto modelo de R-λ não deve ser usado na camada inferior (camada base) no SHVC e por conseguinte no HEVC.

This dissertation provides a study of the High Efficiency Video Coding standard (HEVC) and its scalable extension, SHVC. The SHVC provides a better performance when encoding several layers simultaneously than using an HEVC encoder in a simulcast configuration. Both reference encoders, in the base layer and in the enhancement layer use the same rate control model, R-λ model, which was optimized for HEVC. No optimal bitrate partitioning amongst layers is proposed in scalable HEVC (SHVC) test model (SHM 8). We derived a new R-λ model for the enhancement layer and for the spatial case which led to a DB-rate gain of 1.81% and DB-PSNR gain of 0.025 in relation to the rate-distortion model of SHM-SHVC. Nevertheless, we also show in this dissertation that the proposed model of R-λ should not be used neither in the base layer nor in HEVC.